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DE69730814T2 - The NucA protein from Haemophilus influenzae and its coding gene - Google Patents

The NucA protein from Haemophilus influenzae and its coding gene Download PDF

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DE69730814T2
DE69730814T2 DE69730814T DE69730814T DE69730814T2 DE 69730814 T2 DE69730814 T2 DE 69730814T2 DE 69730814 T DE69730814 T DE 69730814T DE 69730814 T DE69730814 T DE 69730814T DE 69730814 T2 DE69730814 T2 DE 69730814T2
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DE
Germany
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protein
nuca
seq
dna
amino acid
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DE69730814T
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DE69730814D1 (en
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John Robert ZAGURSKY
Frederick Kevin JONES
Peggy Ooi
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Wyeth Holdings LLC
Wyeth LLC
Original Assignee
Wyeth Holdings LLC
Wyeth LLC
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Abstract

A protein from H. influenzae designated NucA is isolated and purified. The NucA protein has the amino acid sequence of amino acids 26-603 of SEQ ID NO.2 or a biologically equivalent amino acid sequence thereof. Amino acids 1-25 of SEQ ID NO.2 are the signal peptide, which is cleaved during processing of the mature protein. The NucA protein has a molecular weight of approximately 63,000 Daltons as measured on a 12% SDS-PAGE gel and possesses 5'-nucleotidase activity. The NucA protein is obtained by isolation and purification from the H. influenzae organism, by chemical synthesis or by recombinant expression by an isolated and purified nucA DNA sequence which encodes the NucA protein. Such a DNA sequence hybridizes under standard high stringency Southern hybridization conditions with a DNA sequence encoding the NucA protein of H. influenzae having the amino acid sequence of amino acids 26-603 of SEQ ID NO.2 or a biologically equivalent amino acid sequence thereof. The NucA protein is used to prepare a vaccine composition which elicits a protective immune response in a mammalian host to protect the host against disease caused by H. influenzae.

Description

Bereich der ErfindungField of invention

Diese Erfindung betrifft ein 63000 Dalton Protein, hergestellt durch Haemophilus influenzae, mit der Bezeichnung NucA, und das nucA-Gen, welches für dieses Protein kodiert.These This invention relates to a 63,000 dalton protein produced by Haemophilus influenzae, designated NucA, and the nucA gene, which for this Protein encoded.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Nicht-typisierbare Haemophilus influenzae (NTHi) ist ein streng humaner, kommensaler Organismus, welcher in den oberen Atemwegen von bis zu 80% von gesunden Erwachsenen gefunden wird (Bibliographie-Eintrag 1). Er ist eine führende Ursache von Otitis media und Atemwegsinfektionen bei Kindern, einschließlich Lungenentzündung und Sinusitis (2). Da NTHi-Stämme nicht eingekapselt sind, sind die bestehenden Impfstoffe für H. influenzae, welche auf der Kapsel-Struktur vom Typ b (Hib) basieren, nicht wirksam. Somit wird ein Impfstoff speziell für NTHi-Organismen gebraucht und potentielle Impfstoffbestandteile haben sich auf Oberflächen-exponierte Antigene konzentriert, wie Proteine der äußeren Membran.Non-typable Haemophilus influenzae (NTHi) is a strictly human, commensal Organism, which in the upper airways of up to 80% of healthy Adult is found (bibliography entry 1). He is one premier Cause of otitis media and respiratory infections in children, including pneumonia and Sinusitis (2). There NTHi strains are not encapsulated, are the existing vaccines for H. influenzae, which are based on the capsule structure type b (Hib), not effective. Thus, a vaccine is needed specifically for NTHi organisms and potential vaccine components have been surface-exposed Concentrated antigens, such as outer membrane proteins.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Entsprechend ist es ein Ziel dieser Erfindung, ein zusätzliches Protein von H. influenzae zu isolieren und zu reinigen und zu testen, ob das Protein ein brauchbarer Impfstoffkandidat in passenden Modellsystemen ist.Corresponding It is an object of this invention to provide an additional protein from H. influenzae to isolate and purify and test if the protein is a viable one Vaccine candidate in matching model systems.

Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, das Gen zu isolieren und zu klonieren, welches für solch ein Protein kodiert, und das Protein rekombinant zu exprimieren.It Another object of this invention is to isolate the gene and to clone which for encodes such a protein and express the protein recombinantly.

Diese und weitere Ziele der Erfindung wie unten diskutiert werden durch die Isolierung und Reinigung eines Proteins von H. influenzae, welches als NucA bezeichnet wird, als auch Peptiden von NucA-Protein, welche ein Epitop oder Epitope davon umfassen, erreicht. Das isolierte und gereinigte NucA-Protein von H. influenzae hat die Aminosäuresequenz von Aminosäuren 26–603 von SEQ ID Nr. 2 oder eine biologisch äquivalente Aminosäuresequenz davon. Aminosäuren 1–25 von SEQ ID Nr. 2 sind das Signalpeptid, welches während der Verarbeitung des reifen Proteins abgespalten wird. Das NucA-Protein hat ein Molekulargewicht von annähernd 63000 Daltons, wie an einem 12% SDS-PAGE Gel gemessen, und besitzt 5'-Nucleotidase-Wirksamkeit.These and further objects of the invention as discussed below the isolation and purification of a protein of H. influenzae, which as NucA, as well as peptides of NucA protein, which an epitope or epitopes thereof. The isolated and purified NucA protein from H. influenzae has the amino acid sequence of amino acids 26-603 of SEQ ID NO: 2 or a biologically equivalent amino acid sequence from that. amino acids 1-25 of SEQ ID NO: 2 is the signal peptide which is generated during processing of the mature protein is split off. The NucA protein has a molecular weight from approximate 63,000 daltons as measured on a 12% SDS-PAGE gel, and has 5'-nucleotidase activity.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird das NucA-Protein durch Isolierung und Reinigung von dem H. influenzae Organismus erhalten. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das NucA-Protein rekombinant durch eine isolierte und gereinigte nucA-DNA-Sequenz exprimiert, welche für das Protein kodiert.In an embodiment The invention provides the NucA protein by isolation and purification obtained from the H. influenzae organism. In a preferred embodiment According to the invention, the NucA protein is recombinantly isolated and purified nucA DNA sequence expressed for the protein coded.

Die Erfindung schließt eine isolierte und gereinigte DNA-Sequenz ein, welche eine DNA-Sequenz umfasst, welche unter Hoch-Stringenz Southern-Hybridisierung Standardbedingungen mit einer DNA-Sequenz hybridisiert, welche für das NucA-Protein von H. influenzae kodiert, mit der Aminosäuresequenz von Aminosäuren 26–603 von SEQ ID Nr. 2 oder einer biologisch äquivalenten Aminosäuresequenz davon.The Invention includes an isolated and purified DNA sequence containing a DNA sequence which is under high stringency Southern hybridization standard conditions hybridized with a DNA sequence, which for the NucA protein of H. influenzae encoded with the amino acid sequence of amino acids 26-603 of SEQ ID NO: 2 or a biologically equivalent amino acid sequence from that.

Beispiele für solche biologisch äquivalenten NucA-Sequenzen sind jene, worin die Aminosäuresequenz von Aminosäuren 26–603 von SEQ ID Nr. 2 durch eine oder mehrere der folgenden Aminosäurerest-Veränderungen modifiziert ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus K79E, N186K, S262G, V294A, E305Q, K327R, T337A, D360Y, R376H oder V436I.Examples for such biologically equivalent NucA sequences are those wherein the amino acid sequence of amino acids 26-603 of SEQ ID NO: 2 by one or more of the following amino acid residue changes modified, selected from the group consisting of K79E, N186K, S262G, V294A, E305Q, K327R, T337A, D360Y, R376H or V436I.

Die Erfindung schließt ferner solch eine DNA-Sequenz ein, welche unter Hoch-Stringenz Southern-Hybridisierung Standardbedingungen mit einer DNA-Sequenz mit der Nukleotidsequenz von Nukleotiden 304–2037 von SEQ ID Nr. 1 hybridisiert.The Invention includes also such a DNA sequence which under high stringency Southern hybridization Standard conditions with a DNA sequence with the nucleotide sequence from nucleotides 304-2037 of SEQ ID NO: 1 hybridized.

Um Expression des NucA-Proteins zu erhalten, wird die DNA-Sequenz zuerst in einen geeigneten Plasmid-Vektor insertiert. Eine geeignete Wirtszelle wird dann mit dem Plasmid transformiert oder transfiziert. In einer Ausführungsform dieser Erfindung ist die Wirtszelle Escherichia coli Stamm InvαF'. Die Wirtszelle wird dann unter Bedingungen kultiviert, welche die Expression von besagtem NucA-Protein durch die Wirtszelle erlauben.Around To obtain expression of the NucA protein, the DNA sequence is first in inserted a suitable plasmid vector. A suitable host cell is then transformed or transfected with the plasmid. In a embodiment this invention is the host cell Escherichia coli strain InvαF '. The host cell is then cultured under conditions involving the expression of allow said NucA protein by the host cell.

In einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung wird das isolierte und gereinigte NucA-Protein oder ein Peptid von NucA-Protein, welches ein Epitop oder Epitope davon umfasst verwendet, um eine Impfstoffzusammensetzung herzustellen, welche eine schützende Immunantwort in einem Säuger-Wirt auslöst. Die Impfstoffzusammensetzung kann ferner einen Hilfsstoff, Verdünnungsmittel oder Träger umfassen. Beispiele für solche Hilfsstoffe schließen Aluminiumhydroxid, Aluminiumphosphat, MPLTM, StimulonTM QS-21 und IL-12 ein. Die Impfstoffzusammensetzung wird in einer immunogenen Menge an einen Säuger-Wirt verabreicht, welche aus reichend ist, den Wirt vor durch H. influenzae verursachte Krankheit zu schützen.In another embodiment of this invention, the isolated and purified NucA protein or a peptide of NucA protein comprising an epitope or epitopes thereof is used to produce a vaccine composition which elicits a protective immune response in a mammalian host. The vaccine composition may further comprise an adjuvant, diluent or carrier. Examples of such adjuvants include aluminum hydroxide, aluminum phosphate, MPL , Stimulon QS-21, and IL-12. The vaccine composition is administered in an immunogenic amount to a mammalian host sufficient to protect the host from H. influenzae disease.

Kurze Beschreibung der FigurenShort description of characters

1 skizziert das KSCN-Extrakt von NTHi Stamm P860295 und seine Eluate von einem Bio-GelTM HT Hydroxylapatit-Säulen Durchlauf an einem 12% SDS-PAGE Gel. Spur 1 – BioRad's Standards mit niedrigem Molekulargewicht (ersichtliche Molekulargewichte von 97, 66, 45, 31 und 22 kD); Spur 2 – Vor-Säule 3 M KSCN Extrakt; Spur 3 – Säulendurchfluss; Spur 4 – 0,3 M NaPO4, pH 7,0, Eluat; Spur 5 – 0,4 M NaPO4, pH 7,0, Eluat. 1 outlined the KSCN extract of NTHi strain P860295 and its eluates from a Bio-Gel TM HT hydroxyapatite column run on a 12% SDS-PAGE gel. Lane 1 - BioRad's low molecular weight standards (apparent molecular weights of 97, 66, 45, 31 and 22 kD); Lane 2 - pre-column 3 M KSCN extract; Lane 3 - column flow; Lane 4 - 0.3 M NaPO 4 , pH 7.0, eluate; Lane 5 - 0.4 M NaPO 4 , pH 7.0, eluate.

2 skizziert ein 12% SDS-PAGE Gel des weiter gereinigten NucA-Proteins, welches zeigt, dass es annähernd 63 kD ist. Spur 1 – BioRad's Standards mit niedrigem Molekulargewicht (gleich wie in 1); Spur 2 – konzentriertes NucA vor Ethanol-Ausfällung. 2 outlined a 12% SDS-PAGE gel of the further purified NucA protein, showing that it is approximately 63 kD. Lane 1 - BioRad's low molecular weight standards (same as in 1 ); Lane 2 - concentrated NucA before ethanol precipitation.

3 skizziert vorgeschlagene nucA-spezifische PCR-Produkte, amplifiziert von der NTHi λ Zap Bücherei. Das Schema der λ Zap Bücherei zeigt die Insertionsstelle von P860295 Genom DNA Fragmenten in die pBluescriptTM Region der λ ZapTMII Phage und die relative Ausrichtung der nucA-spezifischen Degenerat-Primer P1 und P2 an potentiellen Genom-DNA Fragmenten, welche diese Stellen enthalten. Die Phagen-spezifischen T3 und T7 Primer-Stellen werden an der λ ZapTMII DNA fixiert gezeigt. 3 outlined proposed nucA-specific PCR products amplified by the NTHi λ Zap library. The scheme of the λ Zap library shows the insertion site of P860295 genomic DNA fragments into the pBluescript region of the λ Zap II phage and the relative orientation of the nucA specific degenerate primers P1 and P2 to potential genomic DNA fragments containing these sites , The phage-specific T3 and T7 primer sites are shown fixed to the λ Zap II DNA.

4 (oben) skizziert die beiden PCR-Klone, welche das meiste der reifen nucA-Sequenz enthielten. Aus diesen Sequenzen wurde eine 420 bp Sonde konstruiert, die in den Southerns an P860295 chromosomaler DNA verwendet wurde. 4 (unten) skizziert eine begrenzte genomische Restriktionskarte des nucA-Gens. 4 (top) outlines the two PCR clones that contained most of the mature nucA sequence. From these sequences, a 420 bp probe constructed in the Southerns on P860295 chromosomal DNA was constructed. 4 (below) outlines a limited genomic restriction map of the nucA gene.

5 skizziert ein Schema von vorhergesehenen nucA-spezifischen inversen PCR-Reaktionen und Produkten. P860295 Genom-DNA wurde mit entweder NsiI (oben) oder EcoRI (Mitte und unten) verdaut. Die DNAs wurden verdünnt und ligiert und bildeten „selbstligierte" Kreise. Die DNA-Kreise, welche nucA-DNA enthielten, werden gezeigt. 5 outlined a scheme of foreseen nucA-specific inverse PCR reactions and products. P860295 genomic DNA was digested with either NsiI (top) or EcoRI (middle and bottom). The DNAs were diluted and ligated to form "self-ligated" circles and the DNA circles containing nucA DNA are shown.

Oben – der annähernd 3 kb NsiI-Kreis enthielt Sequenzinformationen oberhalb der P1 nucA Region. PCR-Amplifizierung unter Verwendung von Primer-Paaren 4313ext & 4102ext erzeugte ein annähernd 2 kb DNA-Fragment.Above - the nearly 3 kb NsiI circle contained sequence information above the P1 nucA Region. PCR amplification using primer pairs 4313ext & 4102ext generated an approximate 2 kb DNA fragment.

Mitte – Der annähernd 4,3 kb EcoRI Kreis würde Sequenz- Informationen oberhalb der P1 nucA Region enthalten. PCR-Amplifizierung unter Verwendung von Primer-Paaren 4121fwd & 4122ext sollte ein annähernd 4 kb DNA-Fragment erzeugen. Es wurde kein DNA-Fragment dieser Größe beobachtet.Middle - The approximately 4.3 kb EcoRI circle would Sequence information above the P1 nucA region. PCR amplification under Use of primer pairs 4121fwd & 4122ext should be approximately 4 Generate kb DNA fragment. No DNA fragment of this size was observed.

Unten – Der annähernd 1,6 kb EcoRI Kreis würde Sequenzinformationen unterhalb der nucA-Kodierungsregion enthalten. PCR-Amplifizierung unter Verwendung von Primer-Paaren 4102ext & 4313ext sollte ein annähernd 0,7 kb DNA-Fragment erzeugen. Tatsächlich wurde ein annähernd 1,3 kb Fragment erhalten.Below - The nearly 1.6 kb EcoRI circle would Contain sequence information below the nucA coding region. PCR amplification using primer pairs 4102ext & 4313ext should be approximately 0.7 Generate kb DNA fragment. Indeed was an approximate 1.3 kb fragment obtained.

6 skizziert den pRSETC-Expressionsvektor, einschließlich der DNA-Sequenz, welche die Klonierungsstellen unterhalb des Gen 10 T7 Promotors (PT7) umgibt. Die Restriktionsenzym DNA Erkennungsstellen, NdeI, NheI, BamHI und HindIII sind unterstrichen. Der Protein Start und Leserahmen wird unter der DNA-Sequenz gezeigt, als auch die Enterokinase-Spaltungsstelle (EK-Spaltung). 6 outlines the pRSETC expression vector, including the DNA sequence surrounding the cloning sites below the gene 10 T7 promoter (P T7 ). The restriction enzyme DNA recognition sites, NdeI, NheI, BamHI and HindIII are underlined. The protein start and reading frame is shown under the DNA sequence, as well as the enterokinase cleavage site (EC cleavage).

7 skizziert einen Western-Blot an Zelllysaten von den Expressionsprodukten von pPX644, sondiert mit polyklonalen Antikörpern von Kaninchen. Spur 1: Vorgefärbte Proteinstandards mit hohem Molekulargewicht (200, 97,4, 68, 43, 29, 18,4 und 14,3 kD) (Gibco BRL); Spur 2: NucA gereinigter nativer Proteinstandard; Spuren 3 & 4: BL21(DE3) pLysS/pPX644, Isolat Nr. 1, nich-tinduziert, bzw. induziert; Spuren 5 & 6: BL21(DE3)pLysS/pPX644, Isolat Nr. 5, nicht-induziert, bzw. induziert; Spuren 7 & 8: BL21 (DE3)pLysS/pPX644, Isolat Nr. 7, nicht-induziert, bzw. induziert; Spuren 9 & 10: BL21(DE3)pLysS/pRSETC, nicht-induziert, bzw. induziert. Der Pfeil zeigt die Migration von NucA. 7 outlines a Western blot of cell lysates from the expression products of pPX644 probed with polyclonal antibodies from rabbits. Lane 1: High molecular weight pre-stained protein standards (200, 97.4, 68, 43, 29, 18.4 and 14.3 kD) (Gibco BRL); Lane 2: NucA purified native protein standard; Lanes 3 & 4: BL21 (DE3) pLysS / pPX644, isolate no. 1, not tinduced or induced; Lanes 5 & 6: BL21 (DE3) pLysS / pPX644, isolate no. 5, uninduced or induced; Lanes 7 & 8: BL21 (DE3) pLysS / pPX644, isolate no. 7, uninduced or induced; Lanes 9 & 10: BL21 (DE3) pLysS / pRSETC, uninduced or induced. The arrow shows the migration of NucA.

8 (oben) skizziert ein mit Coomassie gefärbtes 12% Gel und 8 (unten) skizziert einen Western-Blot an Zelllysaten von nucA reifen Sequenz-Fusionsklonen Nr. 1–3 von pPX693, welcher nicht induzierte und induzierte Lysate zeigt, sondiert mit polyklonalen Antikörpern von Kaninchen. Ein zweiter Klon von pPX707 (ompT Signalsequenz) wird ebenfalls skizziert. Spur 1 – BRL Proteinstandards mit hohem Molekulargewicht mit ersichtlichen Molekulargewichten, wie in der Figur gezeigt; Spur 2 – nNucA; Spur 3 – pPX707, Klon Nr. 2, nicht-induziert; Spur 4 – pPX707, Klon Nr. 2, induziert; Spur 5 – pPX693, Klon Nr. 1, nicht-induziert; Spur 6 – pPX693, Klon Nr. 1, induziert; Spur 7 - pPX693, Klon Nr. 2, nicht-induziert; Spur 8 – pPX693, Klon Nr. 2, induziert; Spur 9 – pPX693, Klon Nr. 3 (nucA in falscher Ausrichtung); Spur 10 – pPX693, Klon Nr. 3, induziert, zeigt keine Induktion des annähernd 68 kD Bands; Spur 11 – pPX693, Klon Nr. 3, induziert, aber bei O. D.600 von 1,7 anstelle von 1,0; Spur 12 – Lysat von einer induzierten Vektor allein (pRSETC) Kultur, negative Kontrolle; Spur 13 – ein gereinigtes Präparat von rNucA von pPX644; Spur 14 – leer; Spur 15 – BRL Standards mit niedrigem Molekulargewicht. 8th (top) outlines a Coomassie stained 12% gel and 8th (bottom) outlines a Western blot of cell lysates of nucA mature sequence fusion clones # 1-3 of pPX693 showing uninduced and induced lysates probed with polyclonal antibodies from rabbits. A second clone of pPX707 (ompT signal sequence) is also outlined. Lane 1 - BRL high molecular weight protein standards with apparent molecular weights as shown in the Figure; Lane 2 - nNucA; Lane 3 - pPX707, clone # 2, uninduced; Lane 4 - pPX707, clone # 2, induced; Lane 5 - pPX693, clone # 1, uninduced; Lane 6 - pPX693, clone # 1, induced; Lane 7 - pPX693, clone # 2, uninduced; Lane 8 - pPX693, clone # 2, induced; Lane 9 - pPX693, clone # 3 (nucA in misalignment); Lane 10 - pPX693, clone # 3, induced no induction of the approximately 68 kD band; Lane 11 - pPX693, clone # 3, but at OD 600 of 1.7 instead of 1.0; Lane 12 - lysate from an induced vector alone (pRSETC) culture, negative control; Lane 13 - a purified preparation of rNucA from pPX644; Lane 14 - empty; Lane 15 - BRL low molecular weight standards.

9 skizziert die Merkmale des pTrcHisC Vektors, zusammen mit dem nucA-Signal und teilweise reifen Sequenzen, um die Insertionsstellen in den Vektor in der Konstruktion von pPX691 zu zeigen. Die ersten drei Sequenzlinien in 9 stellen eine teilweise native nucA-Sequenz dar, beginnend am ersten ATG der Signalsequenz (SEQ ID Nr. 22) und fortlaufend in die reife Sequenz für 78 Basen. Die nächsten beiden Sequenzlinien stellen die Kodierungssequenz des Vektors dar (SEQ ID Nr. 23), umfassend die NcoI-Restriktionsstelle (welche die ATG-Startstelle enthält), polyHis-Region, Enterokinase-Spaltungsstelle und die BamHI-Stelle der multiplen Klonierungsregion im Vektor. Das Plasmid enthält lacIq, um den stark induzierbaren trc-Promotor zu unterdrücken, so dass Expression bis zur Induktion abgeschaltet wird (es gibt einen geringen basalen Grad an Durchlecken). 9 outlines the features of the pTrcHisC vector, along with the nucA signal and partially mature sequences, to show the insertion sites into the vector in the construction of pPX691. The first three sequence lines in 9 represent a partially native nucA sequence beginning at the first ATG of the signal sequence (SEQ ID NO: 22) and continuing into the mature sequence for 78 bases. The next two sequence lines represent the coding sequence of the vector (SEQ ID NO: 23) comprising the NcoI restriction site (containing the ATG start site), polyHis region, enterokinase cleavage site and the BamHI site of the multiple cloning region in the vector. The plasmid contains lacI q to suppress the highly inducible trc promoter so that expression is turned off until induction (there is a low basal level of leakage).

10 (oben) skizziert ein mit Coomassie gefärbtes Gel und 10 (unten) skizziert einen Western-Blot an Zelllysaten von pPX691, pPX692 und pPX707, welche Konstrukte mit entweder der nativen (pPX691 und 692) oder ompT (pPX707) Signalsequenz in unterschiedlichen Vektoren und Wirtsstämmen sind. Eingeschlossen sind negative Kontrollen von pRSETC, welches der Vektor für pPX692 ist. Die zusätzlich induzierte Spur (Nr. 9 von links) unter pPX692 stammt von einer Kultur, induziert bei O. D.600 = 1,5, anstelle von 1,0, und zeigt eine Verringerung bei der NucA-Proteinexpression. Die nicht-induzierten und induzierten pRSETC-Lysate in Spuren 10 und 11 stammen von einem Klon ohne insertiertes nucA, während das induzierte pRSETC-Lysat in Spur 14 von einem Vektor stammt, welcher in einen ähnlichen Wirtsstamm umgewandelt wurde. Spuren 1 und 15 – ersichtliche Molekulargewicht-Standards, werden an der Figur aufgelistet (200, 97, 68, 43 und 29 kD; Spur 2 – natives NucA Protein (aber es war nicht genug Protein vorhanden, um mit Coomassie-Färbung visualisiert zu werden); Spuren 3 und 5 – nicht-induzierte Zelllysate von Klonen Nr. 14 bzw. Nr. 15 von pPX691; Spuren 4 und 6 – induzierte Zelllysate der gleichen pPX691 Klone; Spur 7 – nicht induziertes Zelllysat von Klon Nr. 11 von pPX692; Spuren 8 und 9 – Zelllysate der gleichen Kultur, aber induziert bei O. D.600 von 0,9, bzw. 1,5; Spur 12 – pPX707, Klon Nr. 1, nicht-induziert; Spur 13 – pPX707, Klon Nr. 1, induziert. 10 (top) outlines a Coomassie stained gel and 10 (bottom) outlines a Western blot of cell lysates of pPX691, pPX692 and pPX707, which are constructs with either the native (pPX691 and 692) or ompT (pPX707) signal sequence in different vectors and host strains. Included are negative controls of pRSETC, which is the vector for pPX692. The additionally induced lane (# 9 from the left) under pPX692 is from a culture induced at OD 600 = 1.5, rather than 1.0, and shows a decrease in NucA protein expression. The uninduced and induced pRSETC lysates in lanes 10 and 11 are from a clone without nucA inserted, while the induced pRSETC lysate in lane 14 is from a vector that has been converted to a similar host strain. Lanes 1 and 15 - apparent molecular weight standards are listed on the figure (200, 97, 68, 43 and 29 kD; lane 2 - native NucA protein (but not enough protein was present to visualize with Coomassie staining) Lanes 3 and 5 - uninduced cell lysates from clones # 14 and # 15, respectively, of pPX691; lanes 4 and 6 - induced cell lysates from the same pPX691 clones; Lane 7 - uninduced cell lysate from clone # 11 from pPX692; Lanes 8 and 9 - cell lysates of the same culture but induced at OD 600 of 0.9 and 1.5, respectively, lane 12 - pPX707, clone # 1, uninduced; lane 13 - pPX707, clone # 1, induced.

11 skizziert ein Coomassie-Gel der Expression von PelB und OmpT NucA Fusionsproteinen. Spur 0 – Vorgefärbte Proteinstandards mit hohem Molekulargewicht mit ersichtlichen Molekulargewichten, wie in der Figur gezeigt; Spuren 1, 3, 5 & 7 – Proben des Flüssigkeitsüberstands; Spuren 2, 4, 6 & 8 – Proben des Zellpellets; Spuren 1–4 – von BL21(DE3)pLysS/pPX707 (OmpT-NucA); Spuren 5–8 – von BL21(DE3)pLysS/pPX708 (PelB-NucA). Der Pfeil zeigt die Migration von NucA. 11 outlined a Coomassie gel expression of PelB and OmpT NucA fusion proteins. Lane 0 - pre-stained high molecular weight protein standards of apparent molecular weights as shown in the Figure; Lanes 1, 3, 5 & 7 - samples of supernatant; Lanes 2, 4, 6 & 8 - cell pellet samples; Lanes 1-4 - of BL21 (DE3) pLysS / pPX707 (OmpT-NucA); Lanes 5-8 - of BL21 (DE3) pLysS / pPX708 (PelB-NucA). The arrow shows the migration of NucA.

12 skizziert ein mit Coomassie gefärbtes 12% SDS-PAGE Gel an Zelllysaten von Konstrukten mit unterschiedlichen Signalsequenzen. Ebenfalls eingeschlossen ist der reife Klon pPX709 mit einem optimierten TIR und das NTHi P860295 Lysat. Eine negative Kontrolle ist der induzierte Vektor (pTrcHisC) allein. Hier enthält der Vektor keine NucA-Sequenz. Spuren 1 und 10 – Molekulargewicht-Standards wie oben; Spur 2 – gereinigtes Präp von rNucA von pPX691; Spur 3 – nicht-induziertes Lysat von pPX691; Spur 4 – induziertes Lysat von pPX691; Spur 5 – induziertes Lysat von pPX707; Spur 6 – induziertes Lysat von pPX708; Spur 7 – induziertes Lysat von pPX709; Spur 8 – Lysat von P860295; Spur 9 – induziertes pTrcHisC. 12 outlined a Coomassie-stained 12% SDS-PAGE gel on cell lysates of constructs with different signal sequences. Also included is the mature clone pPX709 with optimized TIR and the NTHi P860295 lysate. A negative control is the induced vector (pTrcHisC) alone. Here the vector contains no NucA sequence. Lanes 1 and 10 - molecular weight standards as above; Lane 2 - purified prep of rNucA from pPX691; Lane 3 - uninduced lysate of pPX691; Lane 4 - induced lysate of pPX691; Lane 5 - induced lysate of pPX707; Lane 6 - induced lysate of pPX708; Lane 7 - induced lysate of pPX709; Lane 8 - lysate of P860295; Lane 9 - induced pTrcHisC.

13 skizziert die Ergebnisse eines 5'-Nukleotidasetests an einer TLC-Platte. Nukleotidase-Wirksamkeit wurde mit ganzen Zellen und gereinigtem nativen oder rekombinanten NucA-Protein bestimmt. Die Umsetzungen enthielten die folgenden Zugaben: Spur 1: 10 μl P860295 Zellen; Spur 2: 5 μl rNucA; Spur 3: 1 μl rNucA; Spur 4: 5 μl nNucA; Spur 5: 1 μl nNucA; Spur 6: keine zugegebene Nukleotidase; Spur C: 1 μl von 21,5 mM Adenosin plus 1 μl der Umsetzung von Spur 6 (Kontrolle für Migration von Adenosin, gezeigt als A). Lösungsmittel Front wird gezeigt. 13 outlines the results of a 5'-nucleotidase assay on a TLC plate. Nucleotidase activity was determined with whole cells and purified native or recombinant NucA protein. The reactions contained the following additions: Lane 1: 10 μl P860295 cells; Lane 2: 5 μl rNucA; Lane 3: 1 μl rNucA; Lane 4: 5 μl nNucA; Lane 5: 1 μl of nNucA; Lane 6: no added nucleotidase; Lane C: 1 μl of 21.5 mM adenosine plus 1 μl of the reaction of lane 6 (control for migration of adenosine, shown as A). Solvent front is shown.

14 skizziert die Hemmung von rNucA(pPX691) 5'-Nukleotidase-Wirksamkeit durch das Anti-nNucA Mab Nt-63-34-25. Die Hemmung von enzymatischer Wirksamkeit wird in Abwesenheit (ge füllte Quadrate) oder Anwesenheit (hohle Kreise) von Protein-A Perlen skizziert. 14 outlines the inhibition of rNucA (pPX691) 5'-nucleotidase activity by the anti-nNu cA Mab Nt-63-34-25. The inhibition of enzymatic activity is outlined in the absence (filled squares) or presence (hollow circles) of protein A beads.

15 skizziert die Dot-Blot Hybridisierung von mehreren NTHi und Typ b, Eagan Stamm, als auch weiteren Arten, sondiert mit einer nucA 420 bp dig-markierten Sonde. Nummern 1–22 werden in Beispiel 8 unten dargestellt. 15 outlined the dot-blot hybridization of several NTHi and type b, Eagan strain, as well as other species, probed with a nucA 420 bp dig-labeled probe. Numbers 1-22 are shown in Example 8 below.

Detaillierte Beschreibung der Erfindungdetailed Description of the invention

Diese Erfindung betrifft ein isoliertes und gereinigtes H. influenzae NucA-Protein. Das NucA-Protein hat die Aminosäuresequenz von Aminosäuren 1–603 von SEQ ID Nr. 2. Aminosäuren 1–25 umfassen das Signalpeptid. Nach normaler Verarbeitung hat das reife NucA-Protein die Aminosäuresequenz von Aminosäuren 26–603 von SEQ ID Nr. 2. Das NucA-Protein hat ein Molekulargewicht von annähernd 63000 Daltons (63 kD), wie an einem 12% SDS-PAGE Gel gemessen. Das NucA-Protein hat auch 5'-Nukleotidase-Wirksamkeit (siehe Beispiel 5), welche durch einen anti-nativen NucA monoklonalen Antikörper gehemmt wird (Beispiel 6).These The invention relates to an isolated and purified H. influenzae NucA protein. The NucA protein has the amino acid sequence of amino acids 1-603 of SEQ ID NO: 2. Amino Acids 1-25 include the signal peptide. After normal processing, the mature NucA protein the amino acid sequence of amino acids 26-603 of SEQ ID NO: 2. The NucA protein has a molecular weight of approximately 63,000 Daltons (63kD) as measured on a 12% SDS-PAGE gel. The NucA protein also has 5'-nucleotidase activity (See Example 5) which are monoclonal by an anti-native NucA antibody is inhibited (Example 6).

Das NucA-Protein ist in sehr kleinen Mengen an der Zelloberfläche von H. influenzae vorhanden. NucA ist ein Membran-assoziiertes Protein. Dieses Protein wird unter allen getesteten H. influenzae Stämmen hochgradig konserviert. Die Erfindung betrifft ferner Peptide von NucA-Protein, welche ein Epitop oder Epitope davon umfassen. Solche Peptide schließen ein oder mehrere Epitope ein, die mit einem oder mehreren Epitopen des NucA-Proteins immunologisch kreuz-reaktiv sind. Solche Peptide werden zuerst erzeugt und dann bezüglich Kreuz-Reaktivität getestet.The NucA protein is present in very small amounts on the cell surface of H. influenzae present. NucA is a membrane-associated protein. This protein becomes high among all the H. influenzae strains tested preserved. The invention further relates to peptides of NucA protein, which comprise an epitope or epitopes thereof. Such peptides include or multiple epitopes associated with one or more epitopes of the NucA protein immunological are cross-reactive. Such peptides are generated first and then in terms of Cross-reactivity tested.

Das NucA-Protein wird durch Isolierung aus dem H. influenzae Organismus, durch rekombinante DNA-Expression oder durch chemische Synthese erhalten. Chemische Synthese bezieht Verwenden von Standardchemien für Fest- und Flüssigphasensynthese ein, insbesondere für die Herstellung von Peptiden von NucA-Protein, welche ein Epitop oder Epitope davon umfassen.The NucA protein is isolated by isolation from the H. influenzae organism, by recombinant DNA expression or by chemical synthesis receive. Chemical synthesis involves using standard chemistries for festival and liquid phase synthesis a, in particular for the production of peptides from NucA protein, which is an epitope or epitopes thereof.

Ein Verfahren für die Isolierung des NucA-Proteins aus dem H. influenzae Organismus wird in Beispiel 1 unten detailliert beschrieben. Zusammenfassend wird der Organismus mit KSCN extrahiert, das Extrakt wird durch zwei Hydroxylapatit-Säulen passiert und SDS-PAGE unterworfen. Das Band bei 63 kD an dem Gel wird ausgeschnitten, um gereinigtes NucA-Protein zu erhalten. Beispiel 4 beschreibt detailliert zwei alternative Reinigungs verfahren. Die zweite Hydroxylapatit-Säule kann durch eine MonoQ-Säule ersetzt werden. Alternativ wird der KSCN-Extraktionsschritt durch einen NaCl-Extraktionsschritt ersetzt.One Procedure for the isolation of the NucA protein from the H. influenzae organism is described in detail in Example 1 below. In summary the organism is extracted with KSCN, the extract is carried through two hydroxyapatite columns happened and subjected to SDS-PAGE. The band at 63 kD on the gel is excised to obtain purified NucA protein. example 4 describes in detail two alternative cleaning methods. The second hydroxylapatite column can through a MonoQ column be replaced. Alternatively, the KSCN extraction step is performed replaced a NaCl extraction step.

Klonieren des Gens, welches für das NucA-Protein kodiert, war nicht einfach. Beispiel 2 unten stellt die mehreren Strategien dar, welche erfolglos versucht wurden, als auch die letztendlich erfolgreiche Klonierung des nucA-Gens, welches die DNA-Sequenz enthält, welche für das NucA-Protein kodiert. Erfolgreichem Klonieren folgte die Expression des NucA-Proteins und Sequenzieren des nucA-Gens. Die vollständige nucA-Gensequenz wird in SEQ ID Nr. 1, Nukleotide 229–2037 dargestellt. Das Signalpeptid wird durch Nukleotide 229–303 kodiert. Das reife NucA-Protein wird durch Nukleotide 304–2037 kodiert.cloning of the gene which for encoding the NucA protein was not easy. Example 2 below represents the several strategies that were tried unsuccessfully, as well the ultimately successful cloning of the nucA gene, which the DNA sequence contains which for encodes the NucA protein. Successful cloning was followed by expression of the NucA protein and sequencing the nucA gene. The complete nucA gene sequence is shown in SEQ ID NO: 1, nucleotides 229-2037. The signal peptide becomes by nucleotides 229-303 coded. The mature NucA protein is encoded by nucleotides 304-2037.

Beispiel 3 unten beschreibt detailliert die Expression des NucA-Proteins. Das nucA-Gen in voller Länge wurde in einen E. coli Expressionsvektor, pTrcHisC, kloniert und als pPX691 bezeichnet. Das nucA-Gen wurde in E. coli als reifes NucA-Protein exprimiert mit seiner Signalsequenz verarbeitet. Eine Kultur wurde mit IPTG für Expression des NucA-Proteins induziert. Expression wurde durch sowohl Western-Blot Analyse, als auch Coomassie-Gel Analyse bestätigt.example 3 below describes in detail the expression of the NucA protein. The full length nucA gene was cloned into an E. coli expression vector, pTrcHisC, and referred to as pPX691. The nucA gene became mature in E. coli NucA protein expressed is processed with its signal sequence. A Culture was with IPTG for Expression of the NucA protein. Expression was confirmed by both Western blot analysis, as well as Coomassie gel analysis confirmed.

Diese Erfindung betrifft ferner eine isolierte und gereinigte DNA-Sequenz, welche eine DNA-Sequenz umfasst, welche für das NucA-Protein von H. influenzae kodiert, als auch begleitende DNA-Sequenzen, welche für Peptide von NucA-Protein kodieren, welche ein Epitop oder Epitope davon umfassen.These Invention further relates to an isolated and purified DNA sequence, which comprises a DNA sequence encoding the NucA protein of H. influenzae and accompanying DNA sequences encoding peptides of NucA protein encoding an epitope or epitopes thereof include.

Eine Vielfalt an Wirtszellen-Vektorsystemen wird verwendet, um das NucA-Protein und Peptide dieser Erfindung zu exprimieren, zusätzlich zu jenen, welche in Beispiel 3 detailliert beschrieben werden. Das Vektorsystem ist mit der verwendeten Wirtszelle kompatibel. Geeignete Wirtszellen schließen Bakterien ein, transformiert mit Plasmid-DNA, Cosmid-DNA oder Bakteriophage-DNA; Viren, wie Kuhpocken-Virus und Adenovirus; Hefe wie Pichia-Zellen; Insektenzellen wie Sf9 oder Sf21 Zellen; oder Säuger-Zelllinien wie Zellen von Eierstöcken von Chinesischen Hamstern; als auch weitere herkömmliche Organismen.A Variety of host cell vector systems is used to control the NucA protein and to express peptides of this invention, in addition to those described in U.S. Pat Example 3 will be described in detail. The vector system is compatible with the host cell used. Suitable host cells shut down Bacteria transformed with plasmid DNA, cosmid DNA or bacteriophage DNA; Viruses, such as cowpox virus and adenovirus; Yeast like Pichia cells; Insect cells such as Sf9 or Sf21 cells; or mammalian cell lines such as ovary cells Chinese hamsters; as well as other conventional organisms.

Eine Vielfalt an herkömmlichen transkriptionalen und translationalen Elementen kann für das Wirtszellen-Vektorsystem verwendet werden. Die nucA-DNA wird in ein Expressionssystem inser tiert und der Promotor und andere Kontrollelemente werden in spezifische Stellen innerhalb des Vektors ligiert, so dass, wenn der Plasmid-Vektor in eine Wirtszelle insertiert wird, die nucA-DNA durch die Wirtszelle exprimiert werden kann.A variety of conventional transcriptional and translational elements can be used for the host cell len vector system. The nucA DNA is inserted into an expression system and the promoter and other control elements are ligated into specific sites within the vector such that when the plasmid vector is inserted into a host cell, the nucA DNA can be expressed by the host cell.

Heterologe Signalpeptide werden verwendet, um das rekombinante NucA-Protein auf der zellulären Membran zu translokieren. Beispiel 3 beschreibt detailliert das separate Klonieren oberhalb des reifen nucA-Gens der OmpT und PelB Signalsequenzen. Expression des NucA-Proteins war mit jeder dieser Signalsequenzen erfolgreich.heterologous Signal peptides are used to recombinant NucA protein on the cellular membrane to translocate. Example 3 describes in detail the separate Clone above the mature nucA gene of the OmpT and PelB signal sequences. Expression of the NucA protein was with each of these signal sequences successful.

Das Plasmid wird durch Transformation, Transduktion oder Transfektion in die Wirtszelle eingeführt, je nach verwendetem Wirtszellen-Vektorsystem. Die Wirtszelle wird dann unter Bedingungen kultiviert, welche Expression des NucA-Proteins durch die Wirtszelle erlauben.The Plasmid is produced by transformation, transduction or transfection introduced into the host cell, depending on the host cell vector system used. The host cell will then cultured under conditions which express the NucA protein allow through the host cell.

Zusätzlich zu der von NTHi Stamm P860295 erhaltenen DNA-Sequenz, welche für das NucA-Protein kodiert (SEQ ID Nr. 1), umfasst die vorliegende Erfindung ferner DNA-Sequenzen, welche aufgrund der Redundanz des genetischen Codes zu den Sequenzen biologisch äquivalent sind, welche für das NucA-Protein kodieren, also jene anderen DNA-Sequenzen werden durch Nukleotid-Sequenzen gekennzeichnet, welche sich von jenen unterscheiden, die hierin dargestellt werden, aber welche für ein Protein oder Peptide mit den gleichen Aminosäuresequenzen kodieren wie jene, für welche durch die DNA-Sequenz von SEQ ID NR. 1 kodiert wird.In addition to the DNA sequence obtained from NTHi strain P860295 which encodes the NucA protein (SEQ ID NO: 1), the present invention further comprises DNA sequences, which due to the redundancy of the genetic code to the sequences biologically equivalent are which for encode the NucA protein, that is those other DNA sequences characterized by nucleotide sequences which differ from those which are presented herein but which are for a protein or encode peptides with the same amino acid sequences as those for which by the DNA sequence of SEQ ID NO. 1 is encoded.

Insbesondere erwägt die Erfindung jene DNA-Sequenzen, welche von der Sequenz von SEQ ID Nr. 1 ausreichend duplikativ sind, um so Hybridisierung damit unter Hoch-Stringenz Southern-Hybridisierung Standardbedingungen zu erlauben, wie jene, welche bei Sambrook et al. (3) beschrieben werden, als auch die dadurch hergestellten biologisch wirksamen Enzyme.Especially considering the invention includes those DNA sequences which are derived from the sequence of SEQ ID No. 1 are sufficiently duplicative so as to hybridize with it under high stringency Southern hybridization standard conditions such as those described in Sambrook et al. (3) as well as the biologically active Enzymes.

Diese Erfindung umfasst ebenfalls DNA-Sequenzen, welche für Aminosäuresequenzen kodieren, welche sich von jenen des NucA-Proteins unterscheiden, aber welche zu jenen biologisch äquivalent sind, welche für das Protein beschrieben werden (SEQ ID Nr. 2). Von solchen Aminosäuresequenzen kann gesagt werden, dass sie biologisch äquivalent zu jenen des NucA-Proteins sind, falls sich ihre Sequenzen nur durch geringere Deletionen von oder herkömmliche Substitutionen zur NucA-Sequenz unterscheiden, so dass die tertiären Konfigurationen der Sequenzen gegenüber jenen des NucA-Proteins im Wesentlichen unverändert sind.These The invention also includes DNA sequences encoding amino acid sequences which differ from those of the NucA protein but which to those biologically equivalent are which for the protein will be described (SEQ ID NO: 2). Of such amino acid sequences can be said to be biologically equivalent to those of the NucA protein are, if their sequences only by smaller deletions of or conventional Substitutions to the NucA sequence differ so that the tertiary configurations opposite to the sequences those of the NucA protein are essentially unchanged.

Zum Beispiel kann ein Codon für das Aminosäurealanin, eine hydrophobe Aminosäure, durch ein Codon substituiert sein, welches für einen anderen, weniger hydrophoben Rest kodiert, wie Glycin oder einen hydrophoberen Rest, wie Valin, Leucin oder Isoleucin. Ähnlich kann von Veränderungen, welche Substitution von einem negativ geladenen Rest für einen anderen, wie Asparaginsäure für Glutaminsäure, oder einem positiv geladenen Rest für einen anderen, wie Lysin für Arginin, als auch Veränderungen basierend auf Ähnlichkeiten von Resten in ihrem hydropathischen Index, ebenfalls erwartet werden, dass sie ein biologisch äquivalentes Produkt erzeugen. Von Nukleotid-Veränderungen, welche Veränderung der N-terminalen oder C-terminalen Anteile des Proteinmoleküls ergeben, wurde ebenfalls nicht erwartet, dass sie die Wirksamkeit des Proteins verändern. Jede der vorgeschlagenen Modifikationen befindet sich gut innerhalb der Routinefähigkeiten nach Stand der Technik, wie Bestimmung von Retention von biologischer Wirksamkeit der kodierten Produkte. Daher, wenn die Begriffe „nucA-DNA" oder „NucA-Protein" in entweder der Beschreibung oder den Ansprüchen verwendet werden, werden sie jeweils so verstanden, dass sie alle solche Modifikationen und Variationen umfassen, welche die Herstellung eines biologisch äquivalenten Proteins ergeben.To the Example may be a codon for the amino acid alanine, a hydrophobic amino acid, be substituted by one codon, which is another, less hydrophobic Rest encodes, such as glycine or a more hydrophobic residue, such as valine, Leucine or isoleucine. Similar can change, which substitution of a negatively charged residue for a others, such as aspartic acid for glutamic acid, or a positively charged rest for another, like lysine for Arginine, as well as changes based on similarities of Residues in their hydropathic index, also expected that they are a biologically equivalent product produce. Of nucleotide changes, what change the N-terminal or C-terminal portions of the protein molecule, were also not expected to alter the potency of the protein. each the proposed modifications are well within the routine skills according to the state of the art, such as determination of retention of biological Effectiveness of coded products. Therefore, when the terms "nucA-DNA" or "NucA-protein" in either of the Description or claims used They are each understood to carry all such modifications and include variations that involve the production of a biologically equivalent Protein.

Speziell, wie in Beispiel 9 unten dargestellt, kann das NucA-Protein dieser Erfindung eine oder mehrere der folgenden Veränderungen der Aminosäuresequenz von SEQ ID Nr. 2 haben: K79E, N186K, S262G, V294A, E305Q, K327R, T337A, D360Y, R376H oder V436I. Eine oder mehrere dieser Aminosäureveränderungen sind in weiteren NTHi-Genomen und dem Typ b, Eagan-Stamm vorhanden.specifically, As shown in Example 9 below, the NucA protein of this Invention one or more of the following changes in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 have: K79E, N186K, S262G, V294A, E305Q, K327R, T337A, D360Y, R376H or V436I. One or more of these amino acid changes are present in other NTHi genomes and type b, Eagan strain.

Das NucA-Protein und Peptide von NucA-Protein, welche ein Epitop oder Epitope davon umfassen, sind bei der Herstellung von Impfstoffen brauchbar, um Schutz von warmblütigen Tieren vor durch H. influenzae verursachte Otitis media und Lungenentzündung zu verleihen.The NucA protein and peptides of NucA protein containing an epitope or Epitopes of which include are in the manufacture of vaccines useful for protection of warm-blooded Animals to otitis media and pneumonia caused by H. influenzae to lend.

Diese Impfstoffzusammensetzungen umfassen ein isoliertes und gereinigtes NucA-Protein von H. influenzae oder ein Peptid von NucA-Protein, welches ein Epitop oder Epitope davon umfasst, wobei die Impfstoffzusammensetzung eine schützende Immunantwort in einem Säuger-Wirt auslöst.These Vaccine compositions include an isolated and purified NucA protein from H. influenzae or a peptide from NucA protein, which comprises an epitope or epitopes thereof, wherein the vaccine composition a protective one Immune response in a mammalian host triggers.

Impfstoffe, welche das NucA-Protein oder Peptide enthalten, können mit immunologisch annehmbaren Verdünnungsmitteln oder Trägern auf herkömmliche Weise gemischt werden, um injizierbare Lösungen oder Suspensionen herzustellen. Zusätzlich können die Impfstoffe Aluminiumhydroxid, Aluminiumphosphat (Alaun) oder weitere pharmazeutische Hilfsstoffe einschließen, wie StimulonTM QS-21 (Cambridge Biotech Corporation, Worcester, MA), MPLTM (3-O-deacyliertes Monophosphoryl Lipid A; RIBI ImmunoChem Research, Inc., Hamilton, Montana), und IL-12 (Genetics Institute, Cambridge, MA).Vaccines containing the NucA protein or peptides can be mixed with immunologically acceptable diluents or carriers in a conventional manner to prepare injectable solutions or suspensions. In addition, the vaccines may include aluminum hydroxide, aluminum phosphate (alum) or other excipients such as Stimulon QS-21 (Cambridge Biotech Corporation, Worcester, MA), MPL (3-O-deacylated monophosphoryl lipid A; RIBI ImmunoChem Research, Inc. , Hamilton, Montana), and IL-12 (Genetics Institute, Cambridge, MA).

Die Impfstoffe dieser Erfindung können auch zusätzliche H. influenzae Proteine einschließen, welche nach Stand der Technik gut bekannt sind. Beispiele für solche Proteine sind jene, welche als P6 und P4 bezeichnet werden (das Letztere ist auch als Protein „e" bekannt).The Vaccines of this invention may also additional H. influenzae include proteins which according to the state of Technique well known. Examples of such proteins are those which are referred to as P6 and P4 (the latter is also called Protein "e" known).

Die Impfstoffe dieser Erfindung werden durch Injektion auf herkömmliche Weise verabreicht, wie subkutane, intraperitoneale oder intramuskuläre Injektion in warmblütige Tiere, als auch durch orale Verabreichung und intranasale Verabreichung, um eine wirksame Immunantwort zum Schutz vor Otitis media, verursacht durch NTHi herbeizuführen. Die zu verabreichende Dosis wird durch Mittel bestimmt, welche den Fachleuten bekannt sind. Schutz kann durch eine einzelne Impfstoffdosis verliehen werden, oder er kann die Verabreichung von mehreren Verstärkungsdosen erfordern.The Vaccines of this invention are made by injection into conventional Administered as subcutaneous, intraperitoneal or intramuscular injection in warm blooded Animals, as well as by oral administration and intranasal administration, to an effective immune response to protect against otitis media, caused through NTHi. The dose to be administered is determined by means comprising the Experts are known. Protection can be provided by a single vaccine dose or he may be administering multiple booster doses require.

Normalerweise wird sich in Abwesenheit von menschlichen klinischen Daten auf wirksame Immunisierung in einem anerkannten Tiermodell verlassen, um die Wirksamkeit eines Impfstoffs in Menschen vorherzusagen. Es ist vorgeschlagen worden, dass das Chinchilla ein Tiermodell für wirksame Immunisierung gegen NTHi (4) vorsieht.Usually will be effective in the absence of human clinical data Leave immunization in a recognized animal model to the Predict the effectiveness of a vaccine in humans. It is suggested Chinchilla has been an animal model for effective immunization against NTHi (4) provides.

Jedoch zeigten die späteren wirksamen Immunisierungsversuche mit NTHi-Protein Kandidaten, dass das Chinchilla kein annehmbares Modell ist (unveröffentlichte Daten, Lederle-Praxis Biologicals, West Henrietta, N.Y.).however showed the later ones effective immunization trials with NTHi protein candidates that the Chinchilla is not an acceptable model (unpublished data, Lederle practice Biologicals, West Henrietta, N.Y.).

Das anerkannte Tiermodell für Hib besteht aus passiver Immunisierung von Rattenjungen (5), zusammen mit bakteriziden Tests (6) in vitro. Aktive Immunisierung ist mit den Rattenjungen nicht möglich. Das Rattenjunge ist für nur 4–5 Tage anfällig für Hib; danach ist es nicht anfällig. Aufgrund dieses kurzen Zeitraums ist es nicht möglich, das Rattenjunge aktiv zu immunisieren, weil der Challenge mit dem Bakterium mehr als fünf Tage nach Immunisierung stattfinden muss und das Tier zu der Zeit nicht auf Challenge reagiert. Daher sieht passive Immunisierung mit dem Rattenjungen das einzige durchführbare Tiermodell für Haemophilus vor, wenn es mit bakteriziden Testdaten zusammen genommen wird.The approved animal model for Hib consists of passive immunization of rat cubs (5) with bactericidal tests (6) in vitro. Active immunization is with the rat boy not possible. The rat boy is for only 4-5 Days prone for Hib; after that it is not prone. Due to this short period, it is not possible for the rat boy to be active to immunize because of the challenge with the bacterium more than five days must take place after immunization and the animal at the time not responded to challenge. Therefore, passive immunization looks with the Rat cubs the only feasible Animal model for Haemophilus before when taken together with bactericidal test data becomes.

In der vorliegenden Erfindung wird von dem NucA-Protein gezeigt, dass es aufgrund seiner Wirksamkeit in sowohl Studien für passive Immunisierung bei Rattenjungen, als auch bakteriziden Tests (wie in Beispiel 7 unten detailliert beschrieben) ein brauchbarer Impfstoff-Kandidat ist. In der Studie mit Rattenjungen wurde Typ b Eagan als Challenge-Stamm verwendet. Die Ergebnisse zeigten eine Verringerung in Bakteriämie bei Ratten, welche mit anti-rekombinantem NucA-Protein Serum passiv immunisiert worden waren.In In the present invention, the NucA protein is shown to It is due to its effectiveness in both studies for passive Immunization in rat cows, as well as bactericidal tests (such as described in detail in Example 7 below) a useful vaccine candidate is. In the study with rat cubs, type b Eagan became the challenge strain used. The results showed a reduction in bacteremia in rats, which immunizes passively with anti-recombinant NucA protein serum had been.

Zusätzlich zu den vorhergehenden Arten der Impfstoffverabreichung kann eine Technik verwendet werden, welche wechselnd als genetische Immunisierung, Polynukleotid-Immunisierung oder nackte DNA-Technologie bekannt ist. Immunisierung mit DNA ist verwendet worden, um Tiere vor Challenge mit Influenza A zu schützen (7). Bei dieser Technik wird die nucA-DNA in Formen wie Plasmid DNA und nackter DNA verwendet und wird dem Säuger-Wirt auf vielfältige Weise verabreicht, einschließlich parenteral, mukosal und durch Gen-Gun Inokulation, wie zum Beispiel durch Fynan et al. beschrieben (8). Förderliche Wirkstoffe wie Bupivicain können bei dieser Technik verwendet werden.In addition to The previous types of vaccine administration may be a technique used alternately as a genetic immunization, Polynucleotide immunization or naked DNA technology known is. Immunization with DNA has been used to challenge animals before challenge with influenza A to protect (7). In this technique, the nucA DNA is transformed into forms such as plasmid DNA and naked DNA are and will be used by the mammalian host in a variety of ways administered, including parenteral, mucosal and by gene-gun inoculation, such as by Fynan et al. described (8). Promotional agents such as bupivicain can used in this technique.

Die nucA-DNA wird ebenfalls verwendet, um Sonden zur Verwendung als Diagnose im Nachweis von H. influenzae in ausgewählten klinischen Proben oder Laborstämmen zu erzeugen. Klinische Proben, welche analysiert werden, schließen klinische Isolate, Oticus Isolate und Halskulturen ein. Die Sonden werden bei der Diagnose von Meningitis, Otitis media und Lungenentzündung verwendet, welche durch Hib bzw. NTHi verursacht werden.The NucA DNA is also used to prepare probes for use as Diagnosis in the detection of H. influenzae in selected clinical samples or laboratory strains to create. Clinical samples being analyzed include clinical Isolates, Oticus isolates and cervical cultures. The probes will be used in the diagnosis of meningitis, otitis media and pneumonia, which are caused by Hib or NTHi.

Eine solche Sonde ist die 420 bp Sonde, welche sich über Nukleotide 416–835 von SEQ ID Nr. 1 erstreckt. Wie in Beispiel 8 unten beschrieben, wurde diese 420 bp Sonde in einem Dot-Blot Hybridisierungstest verwendet. Diese Sonde war positiv für alle getesteten Haemophilus Stämme, einschließlich aller NTHi-Stämme und Typ b, Eagan Stamm. Die Sonde war negativ für andere bakterielle Stämme, einschließlich E. coli, Neisseria gonorrhoeae, Helicobacter pylori, Moraxella catarrhalis und Salmonella typhimurium. Wie erwartet war die Sonde positiv für einen E. coli Stamm, welcher ein rnucA-Plasmid enthielt. So sind nucA-Sonden für nucA-Sequenzen spezifisch und sind für die Diagnose der Gegenwart von H. influenzae Stämmen brauchbar.One such probe is the 420bp probe extending over nucleotides 416-835 of SEQ ID NO: 1. As described in Example 8 below, this 420 bp probe was used in a dot-blot hybridization assay. This probe was positive for all Haemophilus strains tested, including all NTHi strains and Type b, Eagan strain. The probe was negative for other bacterial strains including E. coli, Neisseria gonorrhoeae, Helicobacter pylori, Moraxella catarrhalis and Salmonella typhimurium. As expected For example, the probe was positive for an E. coli strain containing a rnucA plasmid. Thus, nucA probes are specific for nucA sequences and are useful for the diagnosis of the presence of H. influenzae strains.

Proben des E. coli Stamms InvαF', welche das rekombinante Plasmid pPX691 beherbergen, wurden durch die Anmelder bei der American Type Culture Collection, 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852, U.S.A. hinterlegt und ihnen wurde die ATCC-Eingangsnummer 98104 zugewiesen. Das Plasmid pPX691 enthält ein nucA-Insert, welches für das NucA-Protein mit der Aminosäuresequenz von Resten 26–603 von SEQ ID Nr. 2 kodiert.rehearse of the E. coli strain InvαF ', which is the recombinant Plasmid pPX691 have been described by the Applicants to the American Type Culture Collection, 12301 Parklawn Drive, Rockville, Maryland 20852, U.S.A., and assigned ATCC entry number 98104 assigned. The plasmid pPX691 contains a nucA insert which for the NucA protein with the amino acid sequence from residues 26-603 coded by SEQ ID NO: 2.

Das Material, welches beim ATCC hinterlegt wurde, kann auch in Verbindung mit herkömmlicher Gentechnik verwendet werden, um biologisch äquivalente Sequenzen des NucA-Proteins zu erzeugen, einschließlich aber nicht beschränkt auf jene, worin die Aminosäuresequenz von Aminosäuren 26–603 von SEQ ID Nr. 2 durch eine oder mehrere der folgenden Aminosäurerest-Veränderungen modifiziert ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus K79E, N186K, S262G, V294A, E305Q, K327R, T337A, D360Y, R376H oder V436I.The Material deposited with the ATCC may also be in connection with conventional Genetic engineering can be used to identify biologically equivalent sequences of the NucA protein including, but not limited to those in which the amino acid sequence of amino acids 26-603 of SEQ ID NO: 2 by one or more of the following amino acid residue changes modified, selected from the group consisting of K79E, N186K, S262G, V294A, E305Q, K327R, T337A, D360Y, R376H or V436I.

Damit diese Erfindung besser verstanden werden kann, werden die folgenden Beispiele dargestellt. Die Beispiele dienen nur dem Zweck der Veranschaulichung und sind nicht so anzusehen, als dass sie den Umfang der Erfindung einschränken.In order to This invention can be better understood, the following Examples shown. The examples are for the purpose of illustration only and are not to be considered as being the scope of the invention limit.

BeispieleExamples

Die folgenden H. influenzae Stämme wurden verwendet: NTHi-Stämme P860295 Oticus Isolat vom Childrens's Hospital, Pittsburgh, PA P810384 Oticus Isolat vom Childrens's Hospital, Pittsburgh, PA P810568 Klinisches Isolat vom Childrens's Hospital, Pittsburgh, PA P861454 Halskultur vom Childrens's Hospital, Pittsburgh, PA P880859 Opticus Isolat vom Childrens's Hospital, Pittsburgh, PA N1955 Klinisches Isolat von der University of Texas Southwestern Medical Center in Dallas TN106 Klinisches Isolat von der University of Texas Southwestern Medical Center in Dallas SH1013 Ohrisolat aus Texas SH1014 Ohrisolat aus Ohio SH1015 Blutisolat aus Texas DL208 Klinisches Isolat der University of Texas Southwestern Medical Center in Dallas N830161E Klinisches Isolat der University of Texas Southwestern Medical Center in Dallas H305 Klinisches Isolat aus Pittsburgh, PA Typ b Eagan American Type Culture Collection, z. B. ATCC 31441 oder 53763 Whittier Nicht-eingekapselter Typ b vom Childrens's Hospital, Boston, MA. The following H. influenzae strains were used: NTHi strains P860295 Oticus isolate from Childrens's Hospital, Pittsburgh, PA P810384 Oticus isolate from Childrens's Hospital, Pittsburgh, PA P810568 Clinical isolate from Childrens's Hospital, Pittsburgh, PA P861454 Cervical culture from Childrens's Hospital, Pittsburgh, PA P880859 Opticus isolate from Childrens's Hospital, Pittsburgh, PA N1955 Clinical isolate from the University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas TN106 Clinical isolate from the University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas SH1013 Ear isolate from Texas SH1014 Ear isolate from Ohio SH1015 Blood isolate from Texas DL208 Clinical isolate from the University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas N830161E Clinical isolate from the University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas H305 Clinical isolate from Pittsburgh, PA Type b Eagan American Type Culture Collection, e.g. ATCC 31441 or 53763 Whittier Non-encapsulated type b from Childrens's Hospital, Boston, MA.

Es werden Standardtechniken der Molekularbiologie verwendet, die gemäß den in Sambrook et al. (3) beschriebenen Protokollen genutzt werden.It standard molecular biology techniques used in accordance with the methods described in Sambrook et al. (3) described protocols.

Beispiel 1example 1

Identifizierung von NucA-ProteinIdentification of NucA protein

Alle NTHi-Stämme und die Typ b Eagan und Whittier Stämme wurden in BHI (Hirn-Herz-Infusion) Brühe wachsen gelassen, ergänzt durch 10 μg/ml Hemin-Bestand (0,1 g Hemin, 0,1 g Histidin, 4 ml Triethanolamin pro 100 ml Lösung) und 40 μg/ml NAD oder durch 2% Fildes Anreicherung (Remel, Lenexa, Kansas) und 20 μg/ml NAD. Die Kulturen wurden bei 37°C unter Schütteln inkubiert.All NTHi strains and the type b Eagan and Whittier strains were in BHI (Brain Heart Infusion) Broth grow left, added by 10 μg / ml Hemin stock (0.1 g hemin, 0.1 g histidine, 4 ml triethanolamine per 100 ml solution) and 40 μg / ml NAD or by 2% Fildes Enrichment (Remel, Lenexa, Kansas) and 20 μg / ml NAD. The cultures were at 37 ° C with shaking incubated.

Eine Zellkultur aus NTHi-Stamm P860295 wurde pelletiert, mit PBS oder Kochsalzlösung gewaschen und in 10 ml von 3 M KSCN, 0,1 M PO4, pH 6,0, pro Liter Kultur resuspendiert und bei Raumtemperatur (RT) für 30 Minuten geschüttelt. Einzigartige Bänder (anders als die Proteine der äußeren Membran (OMPs)) wurden gesehen, wenn das KSCN-Extrakt an einem 12% SDS-PAGE Gel laufen gelassen wurde. Eines dieser Proteine lief bei etwa 63 kD (siehe 1) und wurde wie unten beschrieben weiter gereinigt.A cell culture from NTHi strain P860295 was pelleted, washed with PBS or saline and ml in 10 of 3 M KSCN, 0.1 M PO 4, pH 6.0, per liter of culture and rocked at room temperature (RT) for 30 minutes , Unique bands (other than the outer membrane proteins (OMPs)) were seen when the KSCN extract was run on a 12% SDS-PAGE gel. One of these proteins ran at about 63 kD (see 1 ) and was further purified as described below.

Das KSCN-Extrakt wurde durch Zentrifugation in der Sorvall Zentrifuge bei 8000 U/Min. für 20 Minuten zentrifugiert, dann bei 10000 U/Min. für 15 Minuten in einem SS-34 Rotor. Der Flüssigkeitsüberstand wurde durch einen 0,22 um Filter passiert und gegen zwei Wechsel von zwei Litern von jeweils 0,05 M Natriumphosphat, pH 7,0, dialysiert. Das dialysierte Extrakt wurde auf eine Bio-GelTM HT Hydroxylapatit (HA)-Säule (0,2–0,3 ml HA pro ml Extrakt) geladen und mit 0,05 M Phosphat, pH 7,0, äquilibriert. Die Säule wurde mit etwa 10 Säulen-Volumina von 0,05 M Phosphat, pH 7,0, gewaschen. Das 63 kD Protein wurde mit etwa 5–6 Säulen-Volumina von 0,3 M Phosphat, pH 7,0, gefolgt von einem ähnlichen Volumen von 0,4 M Phosphat, pH 7,0, Schritt-eluiert. Die Fraktionen, welche das Protein enthielten, wurden gepoolt und in einer Amicon Rührzelle unter Verwendung der YM30 Membran konzentriert und Feststoffteilchen wurden bei 3000 U/Min. für 10 Minuten pelletiert. Der Füssigkeitsüberstand wurde gegen 0,05 M Phosphat, pH 7,0, dialysiert, für weitere Reinigung über einer zweiten HA-Säule (etwa die Hälfte des Volumens der ersten Säule) und mit 0,05 M Phosphat, pH 7,0, äquilibriert. Nachdem die Probe geladen war, wurde die Säule zuerst mit 0,05 M Phosphat, pH 7,0, dann 0,3 M Phosphat, pH 7,0 (etwa 2 Säulen-Volumina) gewaschen. Das Protein wurde mit einem 0,3 M–0,4 M Phosphat, pH 7,0, Gradienten (etwa 3 Säulen-Volumina) eluiert. Fraktionen wurden gesammelt und all jene, welche das im Wesentlichen reine 63 kD Band enthielten (identifiziert auf der Basis von Größe durch ein SDS-PAGE gel) wurden gepoolt und konzentriert.The KSCN extract was purified by centrifugation in the Sorvall centrifuge at 8000 rpm. centrifuged for 20 minutes, then at 10,000 rpm. for 15 minutes in a SS-34 rotor. The supernatant was passed through a 0.22 μm filter and dialyzed against two changes of two liters each of 0.05 M sodium phosphate, pH 7.0. The dialyzed extract was loaded onto a Bio-Gel HT hydroxyapatite (HA) column (0.2-0.3 ml of HA per ml of extract) and equilibrated with 0.05 M phosphate, pH 7.0. The column was washed with about 10 column volumes of 0.05 M phosphate, pH 7.0. The 63 kD protein was step-eluted with about 5-6 column volumes of 0.3 M phosphate, pH 7.0, followed by a similar volume of 0.4 M phosphate, pH 7.0. The fractions containing the protein were pooled and concentrated in an Amicon stirrer cell using the YM30 membrane and particulates were collected at 3000 rpm. pelleted for 10 minutes. The fluid supernatant was dialyzed against 0.05 M phosphate, pH 7.0, equilibrated over a second HA column (approximately half the volume of the first column) and with 0.05 M phosphate, pH 7.0, for further purification , After the sample was loaded, the column was washed first with 0.05M phosphate, pH 7.0, then 0.3M phosphate, pH 7.0 (about 2 column volumes). The protein was eluted with a 0.3 M-0.4 M phosphate, pH 7.0, gradient (about 3 column volumes). Fractions were collected and all those containing the substantially pure 63 kD band (identified on the basis of size by SDS-PAGE gel) were pooled and concentrated.

Zum Schluss wurden 100 μg Protein, eluiert aus einer dritten HA-Säule, wiederholt in einer Centricon 30 ultrafiltriert, um das Phosphat mit sterilem Wasser zu ersetzen, Ethanol-ausgefällt und SDS-PAGE unterworfen (siehe 2). Die Konzentration wurde durch das Peterson-Lowry Verfahren bestimmt und N-terminale Aminosäuresequenz-Analyse wurde durchgeführt. Die ersten 26 Amino-terminalen Reste haben die in Resten 26–51 von SEQ ID Nr. 2 dargestellte Sequenz. Reinigung zu Homogenität wurde durch Elektrophorese des Proteins an einem Gel und dann Ausschneiden des 63 kD Bands erreicht. Das Protein wurde aus der Gelscheibe elekto-eluiert, mit Ethanol ausgefällt, quantifiziert, an einem SDS-PAGE überprüft und in Immunogenizitätsstudie Nr. 1 verwendet. Siehe Beispiel 7 unten.Finally, 100 μg of protein eluted from a third HA column was repeatedly ultrafiltered in Centricon 30 to replace the phosphate with sterile water, ethanol precipitated and subjected to SDS-PAGE (see 2 ). The concentration was determined by the Peterson-Lowry method and N-terminal amino acid sequence analysis was performed. The first 26 amino-terminal residues have the sequence shown in residues 26-51 of SEQ ID NO: 2. Purification to homogeneity was achieved by electrophoresing the protein on a gel and then cutting out the 63 kD band. The protein was electroeluted from the gel disk, precipitated with ethanol, quantified, checked on SDS-PAGE and used in Immunogenicity Study # 1. See example 7 below.

Eine Tierstudie (Studie Nr. 1) wurde durchgeführt, um die Immunogenizität von NucA-Protein zu bestimmen. Siehe Tabellen 3, 5 und 6 unten für die Daten der Tierstudie. Antikörpertiter zu diesem Protein wurden gemessen. Ganzzellen (WC) und bakterizide (BC) Tests wurden an den Seren bestimmt. Vom nativen Protein mit der Bezeichnung „NucA" wurde befunden, dass es antigenisch und kreuz-reaktiv unter allen getesteten Stämmen in WC Enzym-gebundenen Immunosorbent-Tests (ELISA) ist. Zusätzlich hatten die Seren bakterizidale Wirksamkeit für zwei von vier getesteten heterologen Stämmen. Daher wurde das NucA-Protein als potentieller Impfstoffkandidat angesehen. Um größere Mengen des NucA-Proteins zu erzeugen, müsste das Gen, welches für das Protein kodiert, zuerst identifiziert und kloniert werden, um rekombinant exprimiert zu werden.A Animal study (study # 1) was performed to assess the immunogenicity of NucA protein to determine. See Tables 3, 5 and 6 below for the animal study data. antibody titers to this protein were measured. Whole cells (WC) and bactericidal (BC) tests were performed on the sera. From the native protein with the name "NucA" has been that it is antigenic and cross-reactive among all strains tested WC enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA). In addition had the sera tested bactericidal efficacy for two out of four heterologous strains. Therefore, the NucA protein became a potential vaccine candidate considered. To larger quantities of the NucA protein would have to the gene for the protein encodes, first identified and cloned to to be expressed recombinantly.

Beispiel 2Example 2

Klonieren des nucA-GensCloning of the nucA gene

Vorbereitende SchrittePreparatory steps

Beim Durchführen dieser Arbeit wurden die folgenden Reagenzien und Stämme verwendet: DNA-modifizierende Enzyme von New England Biolabs (Beverly, MA) oder Boehringer Mannheim (Indianapolis, IN); Agarose LE von Boehringer Mannheim; Sea PlaqueTM bei niedriger Temperatur schmelzende Agarose von FMC (Rockland, ME); Adenosin-5'-monophosphat und Adenosin von Sigma (St. Louis, MO); Si250F TLC Platten von J. T. Baker Chemical Co. (Phillipsburg, NJ); TA Cloning Kit, INVαF' und pRSETC und pTrcHisC Expressionsvektoren von Invitrogen (San Dieago, CA); BL21(DE3)pLysS, pET12a und pET20b von Novagen (Madison, WI); der λ ZapTMII Vektor und XL1-Blue MRF' Wirtsstamm von Stratagene (LaJolla, CA).In carrying out this work, the following reagents and strains were used: DNA-modifying enzymes from New England Biolabs (Beverly, MA) or Boehringer Mannheim (Indianapolis, IN); Agarose LE from Boehringer Mannheim; Sea Plaque TM low-melting agarose from FMC (Rockland, ME); Adenosine 5'-monophosphate and adenosine from Sigma (St. Louis, MO); Si250F TLC plates from JT Baker Chemical Co. (Phillipsburg, NJ); TA Cloning Kit, INVαF 'and pRSETC and pTrcHisC expression vectors from Invitrogen (San Dieago, CA); BL21 (DE3) pLysS, pET12a and pET20b from Novagen (Madison, WI); the λ Zap II vector and XL1-Blue MRF 'host strain of Stratagene (LaJolla, CA).

Die verwendeten Standardverfahren der Molekularbiologie waren ähnlich jenen, von welchen durch Sambrook et al. (3) berichtet wurde.The standard methods of molecular biology used were similar to those of which by Sambrook et al. (3) was reported.

Alle NTHi-Stämme und die Typ b Eagan und Whittier Stämme wurden in BHI (Hirn-Herz-Infusion) Brühe wachsen gelassen, ergänzt durch 10 μg/ml Hemin-Bestand (0,1 g Hemin-0,1 g Histidin-4 ml Triethanolamin pro 100 ml Lösung) und 40 μg/ml NAD, oder durch 2% Fildes Anreicherung und 20 μg/ml NAD. Die Kulturen wurden bei 37°C mit Schütteln inkubiert.All NTHi strains and the type b Eagan and Whittier strains were in BHI (Brain Heart Infusion) Broth grow left, added by 10 μg / ml Hemin stock (0.1 g Hemin-0.1 g histidine-4 ml triethanolamine per 100 ml solution) and 40 μg / ml NAD, or by 2% Fildes enrichment and 20 μg / ml NAD. The cultures were at 37 ° C with shaking incubated.

Konstruktion einer P860295 Bücherei in einem λ ZapTMII VektorConstruction of a P860295 library in a λ Zap TM II vector

Annähernd 50 μg (100 μl von P860295 chromosomaler DNA wurden mit 20 Einheiten Tsp509I Restriktionsenzym (New England Biolabs [NEB]) in 10 × Puffer 4 (NEB) bei 65°C für 50 Minuten verdaut. Fragmente (4–10 kb) wurden an einem 0,7% Sea Plaque (FMC) Agarosegel, betrieben bei 40 V für etwa 14 Stunden, isoliert. Die Bänder mit der passende Größe wurden aus dem Gel geschnitten, bei 70°C geschmolzen, mit einem Volumen von 1 × TE, pH 7,5, verdünnt und mit einem gleichen Volumen von warmem (RT-37°C) Phenol extrahiert. Der Flüssigkeitsüberstand wurde mit Chloroform extrahiert, um Phenol zu entfernen, Ein-Zehntel Volumen 3 M Natriumacetat wurde zugegeben und die DNA wurde mit zwei Volumina von kaltem absoluten Ethanol ausgefällt. Die DNA wurde pelletiert, in 70% Ethanol gewaschen, getrocknet und in 10 μl sterilem Wasser resuspendiert. Unterschiedliche Mengen an DNA wurden an Eco-RI verdauten und entphosphorylierten λ ZapTMII Vektorarmen (Stratagene) bei 12°C über Nacht ligiert. Der λ ZapTMII Vektor ist entworfen worden, um in vivo Ausschneiden und Rezirkularisation von klonierten Inserts, welche innerhalb des Vektors enthalten sind, zu erlauben, um ein Phagemid zu bilden, welches das klonierte Insert enthält. Ligierungen wurden unter Verwendung von Stratagene's Extrakten gepackt und auf X11 Blue MRF' Zellen plattiert. Die Effizienz der Insertion variierte von 90% bis 95%, basierend auf weißen gegenüber blauen Plaques an X-gal (5-Brom-4-chlor-3-indolyl-β-D-galactopyranosid) Platten. Die weißen Plaques enthielten Inserts von etwa 4–6 kb.Approximately 50 μg (100 μl of P860295 chromosomal DNA was digested with 20 units of Tsp509I restriction enzyme (New England Biolabs [NEB]) in 10x buffer 4 (NEB) at 65 ° C for 50 minutes Fragments (4-10 kb) were grown isolated on a 0.7% Sea Plaque (FMC) agarose gel operating at 40 V for about 14 hours The bands of the appropriate size were cut from the gel, melted at 70 ° C, with a volume of 1 x TE, pH 7.5, diluted and extracted with an equal volume of warm (RT-37 ° C) phenol The supernatant was extracted with chloroform to remove phenol, one-tenth volume 3 M sodium acetate was added and the DNA was added to two volumes The DNA was pelleted, washed in 70% ethanol, dried and resuspended in 10 μl of sterile water Different amounts of DNA were digested on Eco-RI and dephosphorylated λ Zap II vector arms (Stratagene) at 12 ° C overnight lig The λ Zap II vector has been designed to allow in vivo excision and recircularization of cloned inserts contained within the vector to form a phagemid containing the cloned insert. Ligations were packed using Stratagene's extracts and plated on X11 Blue MRF 'cells. The efficiency of insertion varied from 90% to 95% based on white versus blue plaques on X-gal (5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galactopyranoside) plates. The white plaques contained inserts of about 4-6 kb.

Plaques aus der Bücherei wurden mit monoklonalen und polyklonalen Antikörpern oder mit DNA-Sonden entweder durch Hybridisierung mit Digoxigenin-11-dUTP (dig-dUTP) Sonden (Boehringer Mannheim) oder in PCR-Umsetzungen (siehe unten) gescreent.plaques from the library were either monoclonal and polyclonal antibodies or with DNA probes either by hybridization with digoxigenin-11-dUTP (dig-dUTP) probes (Boehringer Mannheim) or in PCR reactions (see below).

Immunoblot-Screening der λ ZapTMII BüchereiImmunoblot screening of the λ Zap TM II library

Die λ Plaques wurden plattiert, etwa 500 pfu auf 100 mm TY (5 g NaCl, 2 g MgSO4·7H2O, 5 g Hefeextrakt, 10 g Trypton, pro Liter Brühe, angepasst an pH 7,5 mit NaOH, plus 15 g Difco Agar) plus Isopropyl-beta-D-thiogalactopyranosid (IPTG) Platten und bei 37°C über Nacht inkubiert. Die Platten wurden bei 4°C für mindestens zwei Stunden gekühlt. Die Plaques wurden mit trockenen Schleicher & Schuell (Keene, NH) NCTM Nitrozellulosemembranen für 5–10 Minuten geblottet. Die Filter wurden in 15 ml 5% BLOTTO (in 1 × PBS) in 100 mm Petrischalen blockiert. TweenTM-20 (0,1–0,3%) wurde manchmal zugegeben, um Hintergrund bei 0,1–0,3% zu verringern. Der Filter wurde bei RT für 4–6 Stunden oder bei 37° C für eine Stunde geschüttelt. Das BLOTTO wurde entfernt und primärer Antikörper in 5% BLOTTO wurde mit dem Filter bei 4°C über Nacht inkubiert. Die verwendeten primären Antikörper waren monoklonale Antikörper Nt63-34-25, Nt63-60-14, Nt63/2-1-45 und Nt63/2-13-42 (erzeugt wie in Beispiel 7 beschrieben), oder ein Gemisch dieser vier monoklonalen Antikörper, oder polyklonales Kaninchen-Serum, das zu XL1-Blue MRF', Y1090R', Y1089R' und Y1088 Zellkulturen und λ ZapTMII Lysat absorbiert worden war. Wäschen wurde bei RT mit 15 ml 5% BLOTTO für jeweils 5–10 Minuten durchgeführt und dreimal wiederholt. Dann wurde der Filter mit sekundärem Antikörper (KPL Anti-Maus IgG + M Nr. QJ08-1, Phosphatase-konjugiert), verdünnt in 1 : 1000 in 5% BLOTTO ±0,1–0,3% TweenTM-20 inkubiert und für eine Stunde bei RT geschüttelt. Wieder wurde der Filter 3× mit 15 ml von jeweils 1 × PBS + 0,1–0,3% TweenTM-20 bei RT für 5–10 Minuten gewaschen. Eine zusätzliche Wäsche wurde in 1 × PBS durchgeführt. Der Filter wurde dann in entwickelndem Puffer (0,1 M Tris, pH 9,5, 0,1 M NaCl, 5 mM MgCl2) für fünf Minuten bei RT äquilibriert. Der Filter wurde dann in Petrischalen platziert, welche 10 ml Entwicklungspuffer plus 45 μl NBT (Nitro-Blau Tetrazolium) und 35 μl BCIP (5-Brom-4-chlor-3-indolyl-phosphat) enthielten und geschüttelt, um sicherzustellen, dass der Filter in Entwickler eingetaucht war. Er wurde dann im Dunkeln an einer ebenen Oberfläche gehalten, bis die Flecken ausreichend dunkel waren. Die Umsetzung wurde durch mehrmaliges Spülen des Filters in entionisiertem Wasser gestoppt und auf 3MM Whatman-Papier im Dunkeln getrocknet.The λ plaques were plated, about 500 pfu per 100 mm TY (5 g NaCl, 2 g MgSO 4 .7H 2 O, 5 g yeast extract, 10 g tryptone, per liter broth adjusted to pH 7.5 with NaOH, plus 15 g Difco Agar) plus isopropyl-beta-D-thiogalactopyranoside (IPTG) plates and incubated at 37 ° C overnight. The plates were cooled at 4 ° C for at least two hours. The plaques were blotted with dry Schleicher & Schuell (Keene, NH) NC nitrocellulose membranes for 5-10 minutes. The filters were blocked in 15 ml of 5% BLOTTO (in 1 x PBS) in 100 mm Petri dishes. Tween -20 (0.1-0.3%) was sometimes added to reduce background at 0.1-0.3%. The filter was shaken at RT for 4-6 hours or at 37 ° C for one hour. The BLOTTO was removed and primary antibody in 5% BLOTTO was incubated with the filter at 4 ° C overnight. The primary antibodies used were monoclonal antibodies Nt63-34-25, Nt63-60-14, Nt63 / 2-1-45 and Nt63 / 2-13-42 (generated as described in Example 7), or a mixture of these four monoclonal antibodies , or polyclonal rabbit serum, which had been absorbed into XL1-Blue MRF ', Y1090R', Y1089R 'and Y1088 cell cultures and λ Zap II lysate. Washes were performed at RT with 15 ml of 5% BLOTTO for 5-10 minutes each and repeated three times. Then, the filter was incubated with secondary antibody (KPL anti-mouse IgG + M No. QJ08-1, phosphatase-conjugated) diluted in 1: 1000 in 5% BLOTTO ± 0.1-0.3% Tween -20 and shaken for one hour at RT. Again, the filter was washed 3x with 15 ml each of 1x PBS + 0.1-0.3% Tween -20 at RT for 5-10 minutes. An additional wash was done in 1x PBS. The filter was then equilibrated in developing buffer (0.1M Tris, pH 9.5, 0.1M NaCl, 5mM MgCl 2 ) for five minutes at RT. The filter was then placed in petri dishes containing 10 ml of development buffer plus 45 μl of NBT (nitro blue tetrazolium) and 35 μl of BCIP (5-bromo-4-chloro-3-indolyl-phosphate) and shaken to ensure that Filter immersed in developer. It was then kept in the dark on a flat surface until the spots were sufficiently dark. The reaction was stopped by rinsing the filter several times in deionized water and drying on 3MM Whatman paper in the dark.

Es schien ein Problem mit der hohen Hintergrund-Reaktivität zu λ ZapTMII Plaques zu geben. Vom sekundären Antikörper wurde befunden, dass er die Hauptursache für die Hintergrundbindung war. Ziege Anti-Maus IgG + M Partie Nr. QJ08-1 (Kirkegaard & Perry Labs, Gaithersburg, MD), Alkaliphosphatase-konjugiert, hatte unter den getesteten den niedrigsten Hintergrund, wenn sie bei 1 : 1000 Verdünnung verwendet wurde. Immunoblot-Screening ergab keine positiven Klone für NucA. Aufgrund der nicht-spezifischen Bindung des Hintergrunds schien weitere Arbeit in dieser Richtung nicht vielversprechend. Daher wurde eine andere Strategie eingesetzt, um zu versuchen, nucA-Klone und Sequenzen herauszuziehen.There appeared to be a problem with the high background reactivity to λ Zap II plaques. The secondary antibody was found to be the major cause of background binding. Goat anti-mouse IgG + M lot # QJ08-1 (Kirkegaard & Perry Labs, Gaithersburg, MD), alkaline phosphatase-conjugated, had the lowest background among those tested when used at 1: 1000 dilution. Immunoblot screening revealed no positive clones for NucA. Due to the non-specific binding of the background, further work in this direction did not seem promising. Therefore, another strategy was used to try to extract nucA clones and sequences.

Plaque-Hybridisierung an λ ZapTMII BüchereiPlaque hybridization on λ Zap II library

Zwei 24-mer Degenerat Oligonukleotid-Sonden wurden aus der N-terminalen Sequenz des NucA-Proteins entworfen (siehe Beispiel 4 unten) und unter Nutzung einer H. influenzae Codon Usage Tabelle für diesen Zweck zusammengestellt. Die Sonden umfassen Aminosäuren 1–8 und 14–21 des N-Terminus des reifen Proteins und wurden P1, bzw. P2 genannt:
P1 AAAGAAGCACCACAAGCACATAAA (SEQ ID Nr. 3)
P2 ATTTTACATATTAATGATCATCAT (SEQ ID Nr. 4)
Two 24-mer degenerate oligonucleotide probes were designed from the N-terminal sequence of the NucA protein (see Example 4 below) and assembled using an H. influenzae codon usage table for this purpose. The probes include amino acids 1-8 and 14-21 of the N-terminus of the mature protein and were named P1, and P2, respectively:
P1 AAAGAAGCACCACAAGCACATAAA (SEQ ID NO: 3)
P2 ATTTTACATATTAATGATCATCAT (SEQ ID NO: 4)

P1 und P2 wurden jeweils an vier Basen gewobbelt. Für P1 kann das A an Rest 9 ein T sein, das A an Rest 12 kann ein T sein, das A an Rest 18 kann ein T sein, und das T an Rest 21 kann ein C sein. Für P2 kann das T an Rest 3 ein C sein, das T an Rest 9 kann ein C sein, das T an Rest 12 kann ein C sein und das T an Rest 21 kann ein C sein. Der Primer P1 entspricht Nukleotiden 304–327 von SEQ ID Nr. 1, außer, dass das G an Nukleotid 309 ein A in diesem Primer ist. Der Primer P2 entspricht Nukleotiden 343–366 von SEQ ID Nr. 1, außer, dass das G an Nukleotid 348 in diesem Primer ein A ist. Die Oligos waren 3'-End markiert mit dig-dUTP gemäß den Empfehlungen des Lieferanten.P1 and P2 were each wobbled at four bases. For P1, the A can be at residue 9 T, the A at residue 12 may be a T that A can be at residue 18 be a T, and the T to remainder 21 may be a C. For P2 that can T at residue 3 may be a C, the T at residue 9 may be a C, the T at Rest 12 may be a C and the T at residue 21 may be a C. Of the Primer P1 corresponds to nucleotides 304-327 of SEQ ID NO: 1 except that G at nucleotide 309 is an A in this primer. The primer P2 corresponds to nucleotides 343-366 of SEQ ID NO: 1, except, the G at nucleotide 348 in this primer is an A. The oligos were marked 3'-end with dig-dUTP according to the recommendations of the supplier.

Die P1 und P2 Sonden wurden mit Genom-DNA durch Southern-Hybridisierungen an EcoRI und BamHI verdauter P860295 chromosomaler DNA und EcoRI verdauter XL1-BlueMRF' chromosomaler DNA überprüft. Bei P860295 DNA wurde nur ein Band mit der P1 Sonde bei annähernd 4 kb im EcoRI-Verdau gesehen, während zwei Bänder bei der P2 Sonde bei annähernd 4 kb und 1,8 kb gesehen wurden. Der BamHI-Verdau von P860295 DNA zeigte ein annähernd 30 kb Band. XL1-BlueMRF' DNA kreuz-reagierte nicht mit den Sonden. Vorhybridisierungs- und Hybridisierungsinkubationen mit P1 als Sonde wurden bei 53°C durchgeführt; für die P2 Sonde wurden sie bei 45°C durchgeführt. Wäschen für P1 Hybridisierung wurden bei 48°C durchgeführt; Wäschen für P2 wurden bei 40°C durchgeführt, Standardprotokollen folgend.The P1 and P2 probes were probed with genomic DNA by Southern hybridizations EcoRI and BamHI digested P860295 chromosomal DNA and EcoRI digested XL1-BlueMRF 'chromosomal DNA checked. at P860295 DNA became only one band with the P1 probe at approximately 4 kb is seen in EcoRI digestion while two bands at the P2 probe at approx 4 kb and 1.8 kb were seen. BamHI digestion of P860295 DNA showed an approximate 30 kb band. XL1-BlueMRF 'DNA did not cross-react with the probes. Prehybridization and hybridization incubations with P1 as a probe were at 53 ° C carried out; for the P2 probe they were at 45 ° C carried out. washes for P1 Hybridization was at 48 ° C carried out; washes for P2 were at 40 ° C carried out, Following standard protocols.

Plaque-Hebungen wurden gemäß dem Verfahren im Hybond-N (Amersham) Protokollbuch durchgeführt. Vorhybridisierung und Hybridisierung wurden bei 42°C durchgeführt, während Wäschen bei 45°C für P1 und 38°C für P2 durchgeführt wurden. Zehn Platten von Bücherei-Lysat, etwa 1000 pfu pro 100 mm Platte, wurden unter Verwendung von P1 oder P2 als Sonden gescreent. Sechs vermeintlich Positive wurden aufgenommen, fünf vom Filter Nr. 9 (P2 Sonde) und einer von Filter Nr. 5 (P1 Sonde). Diese wurden bewahrt und durch PCR weiter gescreent. Siehe unten im PCR-Screening Abschnitt.Plaque uplift were according to the procedure performed in Hybond-N (Amersham) log book. Prehybridization and Hybridization was at 42 ° C carried out, while washes at 45 ° C for P1 and 38 ° C were carried out for P2. Ten plates of library lysate, about 1000 pfu per 100 mm plate, were prepared using P1 or P2 screened as probes. Six supposedly positive ones were taken up, five from filter # 9 (P2 probe) and one from filter # 5 (P1 probe). These were saved and further screened by PCR. See below in the PCR screening section.

Phage-Bücherei DNA ReinigungPhage library DNA cleaning

Etwa 5 ml von P860295 λ ZapTMII Bücherei Phage wurden durch einen Glycerol-Stufengradienten greinigt (9). Die Phagen-DNA wurde mit 20 μl TE (10 mM Tris-HCl, pH 8,0, 1 mM EDTA) bei annähernd 1 ng/μl resuspendiert.About 5 ml of the P860295 λ Zap II library phage were purified by a glycerol step gradient (9). The phage DNA was resuspended with 20 μl of TE (10 mM Tris-HCl, pH 8.0, 1 mM EDTA) at approximately 1 ng / μl.

DNA-ReinigungDNA purification

DNAs wurden entweder direkt oder aus Agarosegels unter Verwendung des LiCl-Protokolls (10) oder des GeneClean Kits (Bio 101 Inc.) wie durch den Hersteller beschrieben gereinigt. Plasmid Mini-Prep DNAs wurden aus 1 ml über Nacht Kulturen unter Verwendung von Wizard Mini-Plasmid DNA-Kit (Promega) oder alkalischen Lysis-Phenol Standardextraktionsverfahren isoliert. Plasmid DNA in großem Maßstab wurde aus 100–500 ml über Nacht Kulturen unter Verwendung des Maxi Plasmid DNA Kits (QIAGEN Inc.) isoliert.DNAs were either directly or from agarose gels using the LiCl protocol (10) or the GeneClean kit (Bio 101 Inc.) such as cleaned by the manufacturer. Plasmid mini-prep DNAs were added from 1 ml over Night cultures using Wizard Mini-Plasmid DNA Kit (Promega) or alkaline lysis-phenol standard extraction method isolated. Plasmid DNA in large scale was from 100-500 ml over Overnight cultures using the Maxi Plasmid DNA Kit (QIAGEN Inc.).

Partielle DNA-Sequenz von nucAPartial DNA sequence from nucA

Das Grundprinzip zum Durchführen des folgenden Versuchs war zweifach: (1) Die NTHi λ ZapTMII Bücherei wurde aus einem partiellen Tsp509I Genom-Verdau konstruiert, daher sollten PCR-Bänder in separater Größe durch Amplifizieren der NTHi λ ZapTMII Bücherei unter Verwendung von Kombinationen der Phage-spezifischen Primer T3 (SEQ ID Nr. 16) und T7 (SEQ ID Nr. 8) und nucA spezifischen Primer P1 (SEQ ID Nr. 3) und P2 (SEQ ID Nr. 4) wie in 3 veranschaulicht erzeugt werden; und (2) PCR kann so hergestellt werden, dass es weniger stringent ist, und daher toleranter gegenüber Nukleotid-Fehlanpassungen bei Verglühen der Primer. Primer T3 hat die folgende Sequenz (welche nicht nucA entspricht):
T3 ATTAACCCTCACTARAGGGA (SEQ ID Nr. 16)
The basic principle for performing the following experiment was twofold: (1) The NTHi λ Zap II library was constructed from a partial Tsp509I genome digest, therefore separate size PCR bands should be prepared by amplifying the NTHi λ Zap II library using Combinations of phage spe primers T3 (SEQ ID NO: 16) and T7 (SEQ ID NO: 8) and nucA specific primers P1 (SEQ ID NO: 3) and P2 (SEQ ID NO: 4) as in 3 to be generated; and (2) PCR can be made to be less stringent and therefore more tolerant of nucleotide mismatches upon annealing of the primers. Primer T3 has the following sequence (which does not correspond to nucA):
T3 ATTAACCCTCACTARAGGGA (SEQ ID NO: 16)

Zwei DNA-Amplifizierungsumsetzungen wurden durchgeführt, eine mit Taq DNA Polymerase (Boehringer Mannheim) und die andere mit PFU DNA Polymerase (Stratagene). Amplifikationszyklen waren wie folgt: Denaturierung, 95°C für 50 Sekunden; Verglühen, 58°C für 60 Sekunden; Verlängerung, 72°C für 4 Minuten, 30 Zyklen, und dann 72°C für 10 Minuten. Eine Aliquote der Umsetzung wurde in einem Agarosegel elektrophoretisch behandelt. DNA-Fragmente von annähernd 2000 bp und 600 bp wurden unter Verwendung von T3 + P1 Primern, bzw. T7 + P1 Primern beobachtet. Der Primer T7 (SEQ ID Nr. 8) hat die folgende Sequenz (welche nicht nucA entspricht):
T7 CGACTCACTATAGGGAGACC (SEQ ID Nr. 8)
Two DNA amplification reactions were performed, one with Taq DNA polymerase (Boehringer Mannheim) and the other with PFU DNA polymerase (Stratagene). Amplification cycles were as follows: denaturation, 95 ° C for 50 seconds; Annealing, 58 ° C for 60 seconds; Extension, 72 ° C for 4 minutes, 30 cycles, and then 72 ° C for 10 minutes. An aliquot of the reaction was electrophoresed in an agarose gel. Approximately 2000 bp and 600 bp DNA fragments were observed using T3 + P1 primers and T7 + P1 primers, respectively. The primer T7 (SEQ ID NO: 8) has the following sequence (which does not correspond to nucA):
T7 CGACTCACTATAGGGAGACC (SEQ ID NO: 8)

Sowohl die annähernd 600 bp, als auch 2000 bp DNAs wurden mit Gel isoliert. Es wurde ein Versuch unternommen, diese DNAs zu reamplifizieren, als auch die vorhergehende PCR-Umsetzung mit NTHi λ ZapTMII Bücherei DNA zu wiederholen. Die Extensionszeit bei der PCR-Umsetzung wurde auf zwei Minuten bei 72°C verringert. Nur die PCR-Umsetzung mit NTHi λ ZapTMII Bücherei DNA erzeugte ein PCR-Produkt von annähernd 600 bp.Both the approximately 600 bp and 2000 bp DNAs were gel isolated. An attempt was made to reamplete these DNAs as well as to repeat the previous PCR reaction with NTHi λ Zap II library DNA. The extension time in the PCR reaction was reduced to 72 ° C for two minutes. Only the PCR reaction with NTHi λ Zap II library DNA generated a PCR product of approximately 600 bp.

Die annähernd 600 bp amplifizierte DNA wurde mit Gel isoliert und unter Verwendung des TA-Klonierungskits wie durch den Lieferanten (Invitrogen) empfohlen in pCRTMII Vektor kloniert; das sich ergebende Plasmid wurde pPX640 genannt. Die DNA-Sequenz des PCR-Inserts wurde an einem ABI 370 DNA Sequenzer unter Verwendung von fluoreszenten Dideoxynukleotid-triphosphaten bestimmt und entspricht Nukleotiden 304 bis etwa 840 von SEQ ID Nr. 1 mit zwei Basenunterschieden in den Wobble-Positionen der P1 Region. Nukleotid 309 ist ein A und Nukleotid 315 ist ein T. Die Aminosäuresequenz, welche vom 5'-Ende der insertierten DNA abgeleitet wird, war identisch mit der N-terminalen Proteinsequenz des nativen reifen NucA-Proteins, welches in Beispiel 1 beschrieben wurde. Dies bestätigte die korrekte Klonierung des partiellen nucA-Gens.The approximately 600 bp amplified DNA was gel isolated and cloned into pCR II vector using the TA cloning kit as recommended by the supplier (Invitrogen); the resulting plasmid was named pPX640. The DNA sequence of the PCR insert was determined on an ABI 370 DNA sequencer using fluorescent dideoxynucleotide triphosphates and corresponds to nucleotides 304 to about 840 of SEQ ID NO: 1 with two base differences in the wobble positions of the P1 region. Nucleotide 309 is an A and nucleotide 315 is a T. The amino acid sequence derived from the 5 'end of the inserted DNA was identical to the N-terminal protein sequence of the native mature NucA protein described in Example 1. This confirmed the correct cloning of the partial nucA gene.

Ähnliche PCR-Bänder wie oben wurden erhalten, wenn die PCR-Umsetzung mit den P2-Paaren durchgeführt und die Glühtemperatur auf 48°C verringert wurde. Ein annähernd 1,7 kb Band wurde mit dem T3 Primer-Paar amplifiziert und ein annähernd 600 bp Band wurde mit dem T7 Primer-Paar gesehen. Diese amplifizierten Fragmente wurden ähnlich in pCRTMII Vektor kloniert. Sechs weiße Kolonien wurden jeweils von P2/T3 und P2/T7 Ligierungen aufgenommen. Alle hatten Inserts, wenn sie durch EcoRI-Verdau geprüft wurden. Etwa 600 Basen und annähernd 1,7 kb an Sequenzen wurden aus dem P1/T7 Klon, bzw. dem P2/T3 Klon erhalten. Die überlappenden Sequenzen der beiden Klone war ähnlich, mit erwarteten Veränderungen in der P2 Region, weil der P2 Primer ein degeneriertes Oligonukleotid ist. Der P1/T7 Klon enthielt die 5'-536 Basen von nucA und der P2/T3 Klon startete unterhalb von P1 und setzte sich für etwa 1600 Basen fort. Die vollständigen oberen und unteren Sequenzen wurden in diese Klone nicht eingeschlossen.Similar PCR bands as above were obtained when PCR reaction was performed on the P2 pairs and the annealing temperature was reduced to 48 ° C. An approximately 1.7 kb band was amplified with the T3 primer pair and an approximately 600 bp band was seen with the T7 primer pair. These amplified fragments were similarly cloned into pCR II vector. Six white colonies were picked from each of P2 / T3 and P2 / T7 ligation. All had inserts when tested by EcoRI digestion. Approximately 600 bases and approximately 1.7 kb of sequences were obtained from the P1 / T7 clone and the P2 / T3 clone, respectively. The overlapping sequences of the two clones were similar, with expected changes in the P2 region because the P2 primer is a degenerate oligonucleotide. The P1 / T7 clone contained the 5'-536 bases of nucA and the P2 / T3 clone started below P1 and continued for about 1600 bases. The complete upper and lower sequences were not included in these clones.

PCR-ScreeningPCR screening

Vermeintlich Positive von Immunoblots (vom Immunoblot-Screening der λ ZapTMII Bücherei, siehe oben) und Oligonukleotid-Hybridisierungsblots (von Plaque-Hybridisierung, siehe oben) wurden unter Verwendung von nucA Primern 4101ext und 4102ext, SEQ ID Nr. 5 bzw. 6 PCR-Amplifizierung unterworfen. Diese Primer wurden während Sequenzieren der nucA-Region von pPX640 erzeugt und haben die folgenden Sequenzen:
4101ext CCAAAGTGGATATTGGTG SEQ ID Nr. 5
4102ext CATCATAGAACTTCACATC SEQ ID Nr. 6.
Supposed positives of immunoblots (from the immunoblot screening of the λ Zap II library, supra) and oligonucleotide hybridization blots (from plaque hybridization, supra) were made using nucA primers 4101ext and 4102ext, SEQ ID Nos. 5 and 6, respectively Subjected to PCR amplification. These primers were generated during sequencing of the nucA region of pPX640 and have the following sequences:
4101ext CCAAAGTGGATATTGGTG SEQ ID NO: 5
4102ext CATCATAGAACTTCACATC SEQ ID NO: 6.

Der Primer 4101ext entspricht Nukleotiden 416–433 von SEQ ID Nr. 1. Der Primer 4102ext entspricht dem Komplement von Nukleotiden 817–835 von SEQ ID Nr. 1 in umgekehrter Richtung.Of the Primer 4101ext corresponds to nucleotides 416-433 of SEQ ID NO: 1 Primer 4102ext corresponds to the complement of nucleotides 817-835 of SEQ ID NO: 1 in the reverse direction.

Keines der vermeintlich Positiven von Immunoblots oder Oligonukleotid-Hybridisierung ergab das vorhergesehene 420 bp Band, wenn es mit diesen beiden nucA Primern amplifiziert wurde.None the supposedly positive of immunoblots or oligonucleotide hybridization yielded the anticipated 420 bp band when using these two nucA primers was amplified.

Erzeugung und Markierung der nucA 420 bp SondeGeneration and marking the nucA 420 bp probe

Die gleichen sequenzierenden Primer, 4101ext (SEQ ID Nr. 5) und 4102ext (SEQ ID Nr. 6) wurden verwendet, um eine 420 bp Sonde zu erzeugen (siehe 4 oben). Anfänglich wurden die Sonden aus pPX640 erzeugt. Später wurden alle markierten Sonden aus P860295 Genom-DNA hergestellt. Verwendung von chromosomaler P860295 DNA verringerte den Hintergrund für das Screening von λ ZapTMII Klonen. Die 420 bp Sonde wurde unter Verwendung eines Gemisches aus nicht markierten Nukleotiden und variierenden Konzentrationen des markierten dig-dUTP Nukleotids in einer PCR-Umsetzung mit Taq DNA Polymerase (Boehringer Mannheim) dig-dUTP markiert. Chromosomale P860295 DNA wurde als Matrize verwendet, was einen verringerten λ ZapTMII Hintergrund vorsah. PCR-Amplifizierung wurde für 30 Zyklen durchgeführt, jeder betrieben bei 95°C für 30–45 Sekunden (Denaturierungsschritt), 42–52°C für 40–50 Sekunden (Verglühungsschritt) und 72°C für 55–60 Sekunden (Extensionsschritt). Ein Heißstart wurde an der Genom-DNA bei 95–98°C für 2–5 Minuten durchgeführt. Diese PCR-Sonden wurden in LiCl-Ethanol ausgefällt und in 0,1% SDS in der Hälfte bis dem Gleichen des ursprünglichen Volumens resuspendiert, bei 37°C für 10 Minuten für bessere Resuspension erhitzt und bei –20°C gelagert. Eine 1 : 500–1 : 1000 Verdünnung der 420 hp Sonde wurde bei der Hybridisierung verwendet. Eine Schätzung der Konzentration wurde durch Klecksen von 1 μl von jeder Verdünnung, 10–2 bis 10–6 auf einen Streifen Hybond-N Membran zusammen mit bekannten Mengen an markiertem Standard und Abgleichen der Intensitäten nach Entwicklung durchgeführt.The same sequencing primers, 4101ext (SEQ ID NO: 5) and 4102ext (SEQ ID NO: 6), were used to generate a 420 bp probe (see 4 above). Initially, the probes were generated from pPX640. Later, all labeled probes were prepared from P860295 genomic DNA. Use of chromosomal P860295 DNA reduced the background for the screening of λ Zap II clones. The 420 bp probe was labeled with a mixture of unlabelled nucleotides and varying concentrations of the labeled dig-dUTP nucleotide in a PCR reaction with Taq DNA polymerase (Boehringer Mannheim) dig-dUTP. Chromosomal P860295 DNA was used as template, providing a reduced λ Zap II background. PCR amplification was performed for 30 cycles, each operated at 95 ° C for 30-45 seconds (denaturation step), 42-52 ° C for 40-50 seconds (annealing step) and 72 ° C for 55-60 seconds (extension step). A hot start was performed on the genomic DNA at 95-98 ° C for 2-5 minutes. These PCR probes were precipitated in LiCl-ethanol and resuspended in 0.1% SDS in half to the same volume as the original volume, heated at 37 ° C for 10 minutes for better resuspension, and stored at -20 ° C. A 1: 500-1: 1000 dilution of the 420 hp probe was used in the hybridization. An estimate of the concentration was made by blotting 1 μl of each dilution, 10-2 to 10-6 on a strip of Hybond-N membrane along with known amounts of labeled standard and adjusting intensities after development.

Plaque-Hybridisierung mit 420 bp SondePlaque hybridization with 420 bp probe

Plaque-Hybridisierungen wurden auch unter Verwendung einer dig-dUTP markierten 420 bp Sonde von pPX640 Plasmid DNA (siehe oben) gemäß den Empfehlungen des Herstellers (Hybond-N Membran von Amersham, dig-dUTP für Sondenmarkierung von Boehringer Mannheim) unter Verwendung des Standardprotokolls (3) durchgeführt. Jedoch erzeugte diese Sonde hohen Hintergrund, wenn sie mit Vektor allein (λ ZapTMII) Plaques getestet wurde. Potentiell positive Plaques der λ ZapTMII Bücherei wurden identifiziert und analysiert, aber ergaben nicht die Bänder mit korrekter Größe in einem Southern Hybridisierungsversuch.Plaque hybridizations were also performed using a dig-dUTP labeled 420 bp probe of pPX640 plasmid DNA (see above) according to the manufacturer's recommendations (Hybond-N membrane from Amersham, dig-dUTP for probe labeling from Boehringer Mannheim) using the standard protocol ( 3). However, this probe produced high background when tested with vector alone (λ Zap II) plaques. Potentially positive plaques from the λ Zap II library were identified and analyzed, but did not give the correct sized bands in a Southern hybridization experiment.

Mehr Büchereifilter und ein λ ZapTMII Kontrollfilter wurden mit einer dig-dUTP markierten 420 bp Sonde sondiert, erzeugt aus P860295 chromosomaler DNA (sieht oben). Zwei vermeintlich Positive wurden identifiziert, zusammen mit mehreren fraglichen Positiven. Die Plaques wurden aufgenommen und für sekundäres Screening plattiert. Erneutes Sondieren zeigte ein paar schwache Plaques. Phagemide wurden induziert und Verdau wurde an den DNAs durchgeführt. Es wurde eine Southern Hybridisierung an dem Verdau durchgeführt und die beiden vermeintlich Positiven zeigten etwas Homologie zu der vermeintlichen nucA-Sequenz (von pPX643; siehe unten). Wenn sie PCR-Amplifizierung mit 4101ext (SEQ ID Nr. 5) und 4102ext (SEQ ID Nr. 6) Primern unterworfen wurden, zeigten die beiden Positiven keine Amplifizierung des erwarteten 420 bp Bands. Die Klone schienen eine begrenzte Homologie zu nucA zu haben und zeigten ein unterschiedliches Restriktionsmuster, wenn sie mit dem PCR-Klon pPX643 verglichen wurden.More library filters and a λ Zap II control filter were probed with a dig-dUTP labeled 420 bp probe generated from P860295 chromosomal DNA (see above). Two supposedly positives were identified, along with several questionable positives. The plaques were picked and plated for secondary screening. Re-probing showed some faint plaques. Phagemids were induced and digestion was performed on the DNAs. Southern hybridization was performed on the digest and the two putative positives showed some homology to the putative nucA sequence (from pPX643, see below). When subjected to PCR amplification with 4101ext (SEQ ID NO: 5) and 4102ext (SEQ ID NO: 6) primers, the two positives showed no amplification of the expected 420 bp band. The clones appeared to have limited homology to nucA and showed a different restriction pattern when compared to the PCR clone pPX643.

3'-Ende nucA-DNA3 'end of nucA DNA

Um die DNA-Sequenz von sowohl den 5'-, als auch 3'-Enden des nucA-Gens zu erhalten (welche nicht in dem anfänglichen pPX640 Konstrukt vorhanden sind), wurde umgekehrte PCR-Methodik verwendet, wie schematisch in 5 gezeigt. Southern Analyse von NTHi Genom-DNA, verdaut mit EcoRI oder EcoRV und hybridisiert mit der nucA-spezifischen 420 bp DNA-Sonde ergab die folgenden Ergebnisse: Für EcoRI verdaute Genom-DNA wurden zwei Bänder bei annähernd 4,5 gb und 1,6 kb nachgewiesen; für EcoRV verdaute DNA wurde ein Band bei annähernd 7 kb nachgewiesen. Zehnfache Verdünnungen dieser mit EcoRI und EcoRV verdauten P860295 Genom-DNAs wurden dann unter Verwendung von T4 DNA Ligase (NEB) selbst-ligiert. Diese DNAs wurden unter Verwendung von umgekehrter PCR-Methodik mit Taq DNA Polymerase amplifiziert. Amplifikationszyklen waren wie folgt: 95°C für 50 Sekunden, 52°C für 90 Sekunden, 72°C für 4 Minuten, 30 Zyklen, und dann 72°C für 10 Minuten. Eine Aliquote der Umsetzung wurde in einen Agarosegel elektrophoretisch behandelt. Bei der EcoRI ligierten DNA wurden Primer 4121fwd (SEQ ID Nr. 17) GCTTTCAGCTAATGTGATTCC und 4122ext (SEQ ID Nr. 18) CATCACAGCTGCATCTGCAG für die obere nucA DNA Amplifizierungsumsetzung verwendet und Primer 4313ext (SEQ ID Nr. 7) und 4102ext (SEQ ID Nr. 6) wurden für die untere nucA DNA Amplifizierungsumsetzung verwendet. Der Primer 4121fwd entspricht Nukleotiden 669–689 von SEQ ID Nr. 1. Der Primer 4122ext ent spricht dem Komplement von Nukleotiden 551–570 von SEQ ID Nr. 1 in umgekehrter Richtung. Primer 4122ext und 4313ext wurden mit der EcoRV ligierten DNA für sowohl die obere, als auch untere nucA-DNA Amplifizierung verwendet. Ein annähernd 1,3 kb Fragment wurde für die nucA EcoRI obere Region beobachtet. Ein schwaches annähernd 2 kb Fragment wurde für die EcoRV verdaute DNA beobachtet. Kein DNA-PCR-Produkt wurde für die nucA-EcoRI obere Region beobachtet. Weitere Versuche, das 5'-Ende des nucA-Gens von einer von beiden Genom-DNAs oder von der NTHi λ ZapTMII Bücherei DNA zu amplifizieren, versagten darin, entweder ein DNA-Produkt oder eine DNA-Sequenz herzustellen, das durch andere Mittel erhaltener nucA-Sequenz entsprach. Das annähernd 1,3 kb PCR untere Produkt wurde direkt sequenziert, als auch in pCRTMII Vektor kloniert, und das Plasmid wurde pPX800 genannt. Von den DNA-Sequenzdaten wurden die vollständige 3'-Endsequenz, der TAA-Stop-Codon und zusätzlich untere nicht-kodierende Sequenz des nucA-Gens erhalten.In order to obtain the DNA sequence from both the 5 'and 3' ends of the nucA gene (which are not present in the initial pPX640 construct), reverse PCR methodology was used, as shown schematically in FIG 5 shown. Southern analysis of NTHi genomic DNA digested with EcoRI or EcoRV and hybridized with the nucA specific 420 bp DNA probe gave the following results: For EcoRI digested genomic DNA, two bands were prepared at approximately 4.5 gb and 1.6 kb detected; For EcoRV digested DNA, a band at approximately 7 kb was detected. Ten-fold dilutions of these EcoRI and EcoRV-digested P860295 genomic DNAs were then self-ligated using T4 DNA ligase (NEB). These DNAs were amplified using reverse PCR methodology with Taq DNA polymerase. Amplification cycles were as follows: 95 ° C for 50 seconds, 52 ° C for 90 seconds, 72 ° C for 4 minutes, 30 cycles, and then 72 ° C for 10 minutes. An aliquot of the reaction was electrophoresed into an agarose gel. For the EcoRI ligated DNA, primers 4121fwd (SEQ ID NO: 17) GCTTTCAGCTAATGTGATTCC and 4122ext (SEQ ID NO: 18) CATCACAGCTGCATCTGCAG were used for the upper nucA DNA amplification reaction and primers 4313ext (SEQ ID NO: 7) and 4102ext (SEQ ID NO: 17). 6) amplification reaction was used for the lower nucA DNA. Primer 4121fwd corresponds to nucleotides 669-689 of SEQ ID NO: 1. Primer 4122ext corresponds to the complement of nucleotides 551-570 of SEQ ID NO: 1 in the reverse direction. Primers 4122ext and 4313ext were used with the EcoRV ligated DNA for both upper and lower nucA DNA amplification. An approximate 1.3 kb fragment was observed for the nucA EcoRI upper region. A faint approximately 2 kb fragment was observed for the EcoRV digested DNA. No DNA PCR product was observed for the nucA-EcoRI top region. Further attempts to amplify the 5 'end of the nucA gene from either of the genomic DNAs or from the NTHi λ Zap II library of DNA failed to produce either a DNA product or a DNA sequence by others Means of obtained nucA sequence corresponded. The approximately 1.3 kb PCR bottom product was directly sequenced as well as cloned into pCR II vector, and the plasmid was named pPX800. From the DNA sequence data, the complete 3 'end sequence, TAA stop codon and, additionally, lower non-coding sequence of the nucA gene were obtained.

Klonieren von genomisch "reifer" nucACloning of genomically "mature" nucA

Um die vollständige Sequenz des reifen nucA-Gens zu bestätigen und zu erhalten, wurde eine PCR-Umsetzung unter Verwendung des P1 Degenerats (SEQ ID Nr. 3) und 63K Revers (Rev) (SEQ ID Nr. 9) Primer an nicht-verdauter P860295 Genom-DNA durchgeführt. Der 63K Rev Primer hat die folgende Sequenz, welche das Komplement von Nukleotiden 2095–2114 von SEQ ID Nr. 1 in der umgekehrten Richtung ist:
63K Rev GAAGTCTTCAAACCTAGGAC (SEQ ID Nr. 9).
To confirm and obtain the complete sequence of the mature nucA gene, a PCR reaction using the P1 degenerate (SEQ ID NO: 3) and 63K Revers (Rev) (SEQ ID NO: 9) primer to non-digested P860295 genomic DNA performed. The 63K Rev primer has the following sequence, which is the complement of nucleotides 2095-2114 of SEQ ID NO: 1 in the reverse direction:
63K Rev GAAGTCTTCAAACCTAGGAC (SEQ ID NO: 9).

Etwa 1 μg von P860295 Genom-DNA wurden in einer PCR-Umsetzung, bestehend aus der Taq DNA Polymerase und diesen beiden Primern verwendet. Eine Aliquote der Umsetzung wurde in einem Agarosegel elektrophoretisch behandelt. Das DNA-Fragment der erwarteten Größe von annähernd 1,8 kb wurde beobachtet. Dieses DNA-Fragment wurde durch Gel gereinigt und in pCRTMII kloniert und das Plasmid wurde pPX643 genannt. Die DNA-Sequenz von nucA in pPX643 wurde bestimmt und entsprach der Sequenz von früheren partiellen Datensätzen. Dieser Klon enthält die vollständige reife nucA-Sequenz, aber ihm fehlt die obere Promotorregion und Signalsequenz.Approximately 1 μg of P860295 genomic DNA was used in a PCR reaction consisting of the Taq DNA polymerase and these two primers. An aliquot of the reaction was electrophoresed in an agarose gel. The DNA fragment of the expected size of approximately 1.8 kb was observed. This DNA fragment was gel purified and cloned into pCR II and the plasmid was named pPX643. The DNA sequence of nucA in pPX643 was determined and corresponded to the sequence of previous partial data sets. This clone contains the complete mature nucA sequence but lacks the upper promoter region and signal sequence.

5' Obere Sequenz von nucA unter Verwendung von PCR5 'Upper sequence of nucA using from PCR

Mehrere Versuche wurden unternommen, um die Promotorregion von DNA zu amplifizieren, hergestellt aus der P860295 λ Bücherei unter Verwendung der T3 und T7 Primer, gekoppelt an mehrere unterschiedliche nucA Primer, die während des Sequenzierens von P1/P7 und P2/T3 Klonen synthetisiert worden waren. Keine dieser Umsetzungen erzeugte das benötigte Fragment. Versuche, diese Region durch inverse PCR aus dem EcoRI 4,3 kb Fragment zu amplifizieren, waren ebenfalls nicht erfolgreich (siehe oben). Weitere Restriktionsfragmente, vorzugsweise kleiner als das 4,3 kb Fragment, wurden daher für inverse PCR erwogen. Southerns wurden an P860295 Genom-DNA durchgeführt, unter Verwendung der dig-dUTP markierten 420 bp chromosomalen Sonde und Restriktionsenzymen PstI, SalI, EcoRV, BamHI, ApaI, AvaI, KpnI, SacI, SmaI, XbaI, XhoI und At-reichen Enzymen BglII, HindIII, NsiI, SnaBI, SspI und PacI. Aus diesen Hybridisierungen wurde eine begrenzte Genom-Restriktionskarte erhalten (siehe 4).Several attempts have been made to amplify the promoter region of DNA prepared from the P860295 λ library using the T3 and T7 primers coupled to several different nucA primers synthesized during the sequencing of P1 / P7 and P2 / T3 clones , None of these reactions produced the required fragment. Attempts to amplify this region by inverse PCR from the EcoRI 4.3 kb fragment were also unsuccessful (see above). Additional restriction fragments, preferably smaller than the 4.3 kb fragment, were therefore considered for inverse PCR. Southerns were performed on P860295 genomic DNA using the dig-dUTP labeled 420 bp chromosomal probe and restriction enzymes PstI, SalI, EcoRV, BamHI, ApaI, AvaI, KpnI, SacI, SmaI, XbaI, XhoI and At-rich enzymes BglII, HindIII, NsiI, SnaBI, SspI and PacI. From these hybridizations a limited genome restriction map was obtained (see 4 ).

Der NsiI-Verdau ergab ein annähernd 3 kb Band, das zur nucA 420 bp Sonde hybridisierte; dieses ist eines der kleineren identifizierten Stücke. Daher wurde dieses 3 kb Fragment aus dem Genom-Verdau Gel-isoliert, selbst-ligiert und für umgekehrte PCR aufgestellt. Ein annähernd 2 kb Fragment wurde bei der Amplifizierung des selbst-ligierten NsiI-Fragments mit den 4102ext (SEQ ID Nr. 6) und 4313ext (SEQ ID Nr. 7) Primern erhalten. Der Primer 4313ext (SEQ ID Nr. 7) hat die folgende Sequenz, welche Nukleotiden 1762–1779 von SEQ ID Nr. 1 entspricht:
4313ext GTGAGTGTTGAAGTCTTG (SEQ ID Nr. 7).
NsiI digestion yielded an approximately 3 kb band that hybridized to the nucA 420bp probe; this is one of the smaller pieces identified. Therefore, this 3 kb fragment was gel-isolated from the genome digest, self-ligated and prepared for reverse PCR. An approximately 2 kb fragment was obtained upon amplification of the self-ligated NsiI fragment with the 4102ext (SEQ ID NO: 6) and 4313ext (SEQ ID NO: 7) primers. The primer 4313ext (SEQ ID NO: 7) has the following sequence corresponding to nucleotides 1762-1779 of SEQ ID NO: 1:
4313ext GTGAGTGTTGAAGTCTTG (SEQ ID NO: 7).

Das Fragment wurde sequenziert und in den pCRTMII Vektor kloniert. Elf von zwölf Kolonien hatten Inserts; zehn waren in einer Ausrichtung (und wurden pPX679 genannt) und eine war in der entgegengesetzten Ausrichtung (und wurde pPX680 genannt). DNA-Sequenzierung des Inserts innerhalb von pPX680 erzeugte etwa 1020 Basen von zusätzlicher Sequenz oberhalb des reifen nucA-Gens. Somit enthält der Klon die Promotorregion und Signalsequenz des nucA-Gens. Die Sequenz in der überlappenden Region entsprach der Sequenz von vorherigen Klonen (pPX640, dem P2/T3 Klon und pPX643, oben beschrieben), was den Klon als nucA bestä tigte. Siehe auch SEQ ID Nr. 1.The fragment was sequenced and cloned into the pCR II vector. Eleven out of twelve colonies had inserts; ten were in one orientation (and were named pPX679) and one was in the opposite orientation (and was named pPX680). DNA sequencing of the insert within pPX680 produced about 1020 bases of additional sequence above the mature nucA gene. Thus, the clone contains the promoter region and signal sequence of the nucA gene. The sequence in the overlapping region corresponded to the sequence of previous clones (pPX640, the P2 / T3 clone and pPX643, described above), confirming the clone as nucA. See also SEQ ID NO: 1.

Cosmid-Bücherei KonstruktionCosmid Library construction

Eine Cosmid-Bücherei wurde ebenfalls wie folgt konstruiert: Genom-DNA von P810384 und P860295 wurde partiell mit Sau3AI verdaut, um 30–50 kb Fragmente zu erzeugen, welche in die BamHI-Stelle von SuperCosI-Vektor ligiert wurden, ein Plasmid, welches aus λ DNA konstruiert wurde und zwei Integrationsstellen enthielt (Stratagene). Der verwendete Wirtsstamm war NM554 (Stratagene). Kolonien wurden mit einem Anti-NucA monoklonalen Antikörper (Mab Nt63/2-13-42), polyklonalen Antikörper und dig-markierten DNA Sonden gescreent.A Cosmid library was also constructed as follows: Genomic DNA from P810384 and P860295 was partially digested with Sau3AI to generate 30-50 kb fragments which in the BamHI site ligated from SuperCosI vector, a plasmid constructed from λ DNA and contained two integration sites (Stratagene). The used Host strain was NM554 (Stratagene). Colonies were treated with an anti-NucA monoclonal antibody (Mab Nt63 / 2-13-42), polyclonal antibody and dig-labeled DNA Probes screened.

Immunoblot-Screening von Cosmid-BüchereiImmunoblot screening from Cosmid Library

Mab Nt63/2-13-42 reagierte nicht gut auf den P810384 Stamm an Kolonie-Blots. Daher wurden das Screening an der P810384 Bücherei gestoppt. Mehrere vermeintliche Positive wurden aus der P860295 Bücherei identifiziert. Die vermeintlich Positiven wurden ausgestrichen und wieder gescreent, aber sie waren von mittlerer Intensität. Ein Western wurde an diesen Positiven (über Nacht Kulturen) laufen gelassen und mit Mab Nt63-34-25 sondiert, was stark auf denaturierte NucA reagiert. Jedoch wurden keine NucA-Bänder an den Western gesehen. Daher wurde wie bei der λ ZapTMII Bücherei Immunoblot-Screening der Cosmid-Bücherei unterbrochen.Mab Nt63 / 2-13-42 did not respond well to the P810384 strain on colony blots. Therefore, the screening at the P810384 library was stopped. Several supposed positives were identified from the P860295 library. The supposed positives were struck out and screened again, but they were of medium intensity. One Western was run on these positives (overnight cultures) and probed with Mab Nt63-34-25, which strongly responds to denatured NucA. However, no NucA bands were seen on the Westerns. Therefore, as in the λ Zap TM II library, immunoblot screening of the cosmid library was discontinued.

Kolonie-Hybridisierung an der Cosmid-BüchereiColony hybridization at the cosmid library

Ähnlich wurde die P860295 Cosmid-Bücherei unter Verwendung der 420 bp dig-markierten Sonde gescreent. Dieser Screen erzeugte 26 vermeintlich Positive, welche aus den fünf Büchereifiltern identifiziert wurden. Sie wurden wieder gescreent und nur vier waren positiv von welchen zwei stark positiv waren. Vier isolierte Kolonien wurden aus einer der stark Positiven aufgenommen und DNA-Preps wurden für Southern Analyse bereitet. DNA von zwei Kolonien ergab ähnliche Hybridisierungs-Restriktionsmuster bei EcoRI, HindIII und ScaI&EspI Verdaus, während die anderen beiden Kolonien DNAs in unterschiedlicher Größe ergaben, eine mit einer größeren Gesamtinsertgröße und einer kleineren. Wenn der Filter bei 70°C gewaschen wurde, ergaben die beiden ähnlichen Kolonien nur Hintergrundbindung. Die anderen beiden Klone zeigten positive Hybridisierung bei 70°C und wurden durch PCR weiter analysiert. Nur einer, der größere Klon, enthielt das meiste des 5'- Endes des nucA-Gens. Bei Sequenzierung dieses Cosmid-Klons wurde vom nucA-Insert befunden, dass es bei einer Sau3AI-Stelle anfängt, 55 Basen rein vom Beginn der reifen Sequenz, und nach unten fortlaufend von der Stelle; daher fehlte ihm die Signalsequenz und zusätzliche 55 Basen von dem 5'-Ende des reifen Gens.Became similar the P860295 cosmid library screened using the 420 bp dig-labeled probe. This Screen generated 26 supposedly positives from the five library filters were identified. They were screened again and only four were positive of which two were very positive. Four isolated colonies were picked from one of the strong positives and were DNA preps for Southern Analysis prepares. DNA from two colonies gave similar hybridization restriction patterns in EcoRI, HindIII and ScaI & EspI Digestion while the other two colonies yielded DNAs of different sizes, one with a larger total insert size and one smaller. When the filter is at 70 ° C was washed, the two similar colonies gave only background binding. The other two clones showed positive hybridization at 70 ° C and were further analyzed by PCR. Only one, the larger clone, contained most of it of the 5 'end of the nucA gene. Sequencing of this cosmid clone was found by the nucA insert, that it starts at a Sau3AI site, 55 bases in from the beginning the mature sequence, and down continuously from the site; therefore he missed the signal sequence and added 55 bases from the 5'-end of the mature Gene.

PCR an Cosmid-BüchereiPCR at Cosmid Library

Ähnlich wurde die gepackte Phage von der Cosmid-Bücherei unter Verwendung von 63 K P1 Rev (SEQ ID Nr. 19) CTTAATTCCACAGCTTTGTGAGC amplifiziert (wo die 18. Base auch A und die 21. Base auch T sein kann) und T3 (SEQ ID Nr. 7) oder T7 (SEQ ID Nr. 8) Primer, um die obere Sequenz herauszuziehen. Der Primer P1 Rev entspicht dem Komplement von Nukleotiden 319–341 von SEQ ID Nr. 1 in der umgekehrten Richtung. Umsetzungen wurden ebenfalls mit dem 4122ext (SEQ ID Nr. 18) Primer und den T3 oder T7 Primern durchgeführt. Bei 42°C wurden drei verschmierte Bänder bei annähernd 250, 400 und 550 bp gesehen, bei den nucA P1 Rev/T3 oder T7 Paaren, welche alle zur 420 bp Sonde hybridisierten. Kein Band wurde mit dem 4122ext/T3 Primer-Paar erhalten. Ähnliche verschmierte Bänder wurden bei den 4122ext/T7 Primern gesehen. Bei 50°C wurde nur das 250 bp Band in allen vier Umsetzungen erhalten. T3 oder T7 allein ergaben kein Band und das T3/T7 Primer-Paar ergab sehr verschmierte, annähernd 550 und 300 bp Bänder. Die drei verschmierten PCT-Produkte aus den nucA P1 Rev/T7 und 4122ext/T7 PCR-Umsetzungen wurden durch eine QIAquickTM Säule (Qiagen, Chatsworth, CA) gereinigt, eluiert mit 50 μl Wasser, und 2 μl davon wurden in den pCRTMII Vektor kloniert. Vier der sechs Klone hatten Inserts, wobei drei unterschiedliche Inserts für das nucA P1 Rev/T7 PCR-Produkt erhalten wurden. Jedoch wurde nur das annähernd 350 bp Insert mit dem 4122ext/T7 PCR-Produkt erhalten (sieben von acht hatten das Insert). Die Sequenz für den 4122ext/T7 Klon entspricht der nucA-Sequenz, beginnend bei der Sau3AI-Stelle, 55 Basen hierin von dem 5'-Ende der reifen Sequenz, welche dem oben beschriebenen Cosmid-Klon ähnlich war.Similarly, the packed phage was amplified from the cosmid library using 63K P1Rev (SEQ ID NO: 19) CTTAATTCCACAGCTTGTGAGC (where the 18th base may also be A and the 21st base also be T) and T3 (SEQ ID NO: 19) 7) or T7 (SEQ ID NO: 8) primer to extract the top sequence. Primer P1 Rev corresponds to the complement of nucleotides 319-341 of SEQ ID NO: 1 in the reverse direction. Reactions were also performed with the 4122ext (SEQ ID NO: 18) primer and the T3 or T7 primers. At 42 ° C, three blurred bands were seen at approximately 250, 400, and 550 bp, for the nucA P1 Rev / T3 or T7 pairs, all of which hybridized to the 420 bp probe. No tape was obtained with the 4122ext / T3 primer pair. Similar smeared bands were seen on the 4122ext / T7 primers. At 50 ° C, only the 250 bp band was obtained in all four reactions. T3 or T7 alone did not give band and the T3 / T7 primer pair gave very smeared, approximately 550 and 300 bp bands. The three smeared PCT products from the nucA P1 Rev / T7 and 4122ext / T7 PCR reactions were purified on a QIAquick column (Qiagen, Chatsworth, CA), eluted with 50 μl of water, and 2 μl of it was added to the pCR II vector cloned. Four of the six clones had inserts, with three different inserts for the nucA P1 Rev / T7 PCR product. However, only the approximately 350 bp insert was obtained with the 4122ext / T7 PCR product (seven out of eight had the insert). The sequence for the 4122ext / T7 clone corresponds to the nucA sequence, starting at the Sau3AI site, 55 bases herein from the 5 'end of the mature sequence, which was similar to the cosmid clone described above.

Zusammensetzung der vollständigen nucA-Sequenzcomposition the complete nuc sequence

Die vollständige nucA-Sequenz wurde aus den überlappenden Klonen zusammengesetzt, welche 5' obere Sequenz, 3' untere Sequenz und die oben beschriebene partielle reife Sequenz enthielten. Die vollständige nucA Gensequenz wird in SEQ ID Nr. 1, Nukleotide 229–2037 dargestellt. Das Signalpeptid wird durch Nukleotide 229–303 kodiert. Das reife NucA-Protein wird durch Nukleotide 304–2037 kodiert.The full The nucA sequence became overlapping Clones composed of which 5 'upper Sequence, 3 'lower Sequence and the partial mature sequence described above contained. The complete nucA gene sequence is shown in SEQ ID NO: 1, nucleotides 229-2037. The signal peptide is encoded by nucleotides 229-303. The mature NucA protein is by nucleotides 304-2037 coded.

Beispiel 3Example 3

Expression von NucA-ProteinExpression of NucA protein

Das nucA-Gen wurde dann in E. coli entweder als Fusionsprotein oder als NucA-Protein in voller Länge (mit einem Signalpeptid) kloniert und exprimiert. Das nucA-Gen wurde in verschiedene E. coli Expressionsvektoren ligiert, wie in Tabelle 1 aufgeführt, und die Kulturen wurden für Expression des NucA-Proteins angemessen induziert. Ganzzellen-Lysate wurden normalisiert und an einem SDS-PAGE Gel laufen gelassen und entweder mit Coomassie gefärbt oder auf eine Nitrocellulosemembran übertragen und mit Kaninchen Anti-NucA polyklonalen Antikörpern bei einer 1 : 500 Verdünnung in 5% BLOTTO sondiert. Die Klone werden in Tabelle 1 aufgelistet und wurden wie unten beschrieben konstruiert.The nucA gene was then cloned and expressed in E. coli either as a fusion protein or as a full-length NucA protein (with a signal peptide). The nucA gene was ligated into several E. coli expression vectors as listed in Table 1 and the cultures were appropriately induced for expression of the NucA protein. Whole cell lysates were normalized and run on SDS-PAGE gel and either stained with Coomassie or transferred to a nitrocellulose membrane and probed with rabbit anti-NucA polyclonal antibodies at a 1: 500 dilution in 5% BLOTTO. The clones are listed in Table 1 and were constructed as described below.

Ein Fusionsprotein, welches das NucA-Protein plus heterologe Reste enthält, wurde durch Klonieren des nucA-Gens aus Plasmid pPX643 in den pRSET-Expressionsvektor exprimiert (siehe Figur 6). Plasmid pPX643 enthält die vollständige reife nucA-Sequenz, kloniert in pCRTMII Vektor, wie in Beispiel 2 beschrieben. Die gewählte Version von pRSET war die mit dem Leserahmen mit der Bezeichnung „C" durch den Hersteller. Der Vektor enthält den Gen 10 T7 Promotor, das Ampicillin-Resistenzgen und hat den ColE1 DNA Replikationsursprung.A fusion protein containing the NucA protein plus heterologous residues was expressed by cloning the nucA gene from plasmid pPX643 into the pRSET expression vector (see Figure 6). Plasmid pPX643 contains the complete mature nucA sequence cloned into pCR II vector as described in Example 2. The chosen version of pRSET was that with the reading frame labeled "C" by the manufacturer The vector contains the gene 10 T7 promoter, the ampicillin resistance gene, and has the ColE1 DNA replication origin.

pPX644 KonstruktionpPX644 construction

Plasmide pPX643 und pRSETC wurden mit Asp718 Restriktionsenzym verdaut, durch GENECLEAN-Verfahren gereinigt, wieder mit XhoI-Enzym verdaut, und die DNAs an einem Agarosegel elekrophoretisch behandelt. Das annähernd 1,9 kb nucA-enthaltende DNA-Fragment wurde isoliert und an die pRSETC isolierte DNA ligiert. Der sich ergebende Klon wurde pPX644 genannt. BL21(DE3)pLysS-Transformanten wurden RZ1034 genannt.plasmids pPX643 and pRSETC were digested with Asp718 restriction enzyme, by GENECLEAN method purified, digested again with XhoI enzyme, and the DNAs are electrophoretically treated on an agarose gel. The approximately 1.9 kb nucA-containing DNA fragment was isolated and ligated to the pRSETC isolated DNA. Which resulting clone was named pPX644. BL21 (DE3) pLysS transformants Called RZ1034.

Der rekombinante Klon, pPX644, enthält 51 zusätzliche Aminosäuren, kondensiert an die N-terminale Region des reifen nucA-Proteins. Diese zusätzlichen Aminosäuren werden durch den Vektor vorgesehen und schließen sechs Histidine in Folge direkt unterhalb des anfänglichen Methionins ein, welche bei der Reinigung des Fusionsproteins helfen. Ganzzellen-Extrakte von induzierten Kulturen, welche dieses Plasmid enthielten, wurden an einem SDS-PAGE und einem Western-Blot elektrophoretisch behandelt, durchgeführt unter Verwendung von Kaninchen polyklonalen Antiseren gegen das NucA-Protein. Über Nacht Kulturen von RZ1034 Isolaten und BL21(DE3)pLysS/pRSETC wurden in 10 ml modifizierte SOB inokuliert (20 g Trypton, 5 g Hefe, 0,6 g NaCl, 0,2 g KCl, angepasst an pH 7,0 mit 5 N NaOH) plus Ampicillin (100 μg/ml) in einem 125 ml Kolben und wachsen gelassen bei 37°C zu einer Klett Colorimeter-Ablesung von 126–155. Ein ml Aliquote von nicht induzierten Zellen wurde entfernt, zentrifugiert und mit TE Puffer (10 mM Tris-HCl, pH 8,0, 1 mM EDTA) zu dem gleichen Volumen in Mikrolitern (μl) wie die Klett-Ablesung resuspendiert, also eine Klett-Ablesung von 126 mittleren Zellen wurden unter Verwendung von 126 μl TE-Puffer resuspendiert. Zur Induktion wurde IPTG zu der wachsenden Kultur zu einer Endkonzentration von 1 mM zugegeben und die Inkubation setzte sich für zwei Stunden fort, mit einer End-Klett-Ablesung bestimmt. Ein Milliliter wurde entfernt und in einem 1,5 ml Eppendorf-Rohr zentrifugiert. Das Zellpellet wurde in TE-Puffer resuspendiert, wieder basiert auf seiner jeweiligen End-Klett-Ablesung. Neunzig μl von jeweils nicht-induzierten und induzierten Zellen wurden auf ein anderes Eppendorf-Rohr entfernt, 30 μl eines 4 × Cracking-Puffers wurden zugegeben und das Rohr in einem siedenden Wasserbad für 10 Minuten vor Laufenlassen von 20 μl an einem 4–15% Gradienten SDS-PAGE Gel (Bio-Rad Laboratories) erhitzt. Die Proteinbänder wurden auf Nitrozellulose-Filterpapier übertragen und ein Western-Blot wurde unter Verwendung von polyklonalen NucA-Antiseren von Kaninchen und Anti-Kaninchen Ig-Peroxidase (Tago Inc.) durchgeführt. Die Bänder wurden unter Verwendung von TMB-Reagens (Promega, Madison, WI) visualisiert. Ein vorhergesehenes 69 kD großes Proteinprodukt wurde in dem Blot deutlich nachgewiesen, wie in 7 gezeigt. Dies bestätigte die korrekte Klonierung des nucA-Gens. In diesem Beispiel war der Mangel an beobachteter Induzierbarkeit von NucA vermutlich Folge der Abwesenheit des Antibiotikums Chloramphenicol im Wachstumsmedium, welches für den stabilen Erhalt des pLysS-Plasmids (welches das Chloramphenicol-Resistenzgen trägt) erforderlich ist. Somit würde Verlust des pLysS-Plasmids einen hohen basalen (nicht-induzierten) Expressi onsgrad von NucA ergeben. In einem getrennten Versuch wurde vom 69 kD NucA-Protein gezeigt, dass es in einem Western-Blot induzierbar ist, wenn Chloramphenicol in das Wachstumsmedium eingeschlossen wurde (Daten werden nicht gezeigt). Obwohl das 69 kD Proteinband in einem Western-Blot nachgewiesen werden kann, wurde es nicht in einem ähnlichen SDS-PAGE Gel, gefärbt mit Coomassie nachgewiesen (Daten werden nicht gezeigt). Ohne durch das Folgende gebunden zu sein, kann ein möglicher Grund für Nicht-Nachweis des rekombinanten Proteins im Coomassie-Gel Folge der 51 zusätzlichen, Vektor-kodierten Aminosäurereste am N-terminalen Ende des klonierten nucA-Gens in pPX644 sein.The recombinant clone, pPX644, contains 51 additional amino acids, condensed to the N-terminal region of the mature nucA protein. These additional amino acids are provided by the vector and include six consecutive histidines just below the initial methionine, which help in the purification of the fusion protein. Whole cell extracts of induced cultures containing this plasmid were electrophoresed on an SDS-PAGE and a Western blot performed using rabbit polyclonal antisera against the NucA protein. Overnight cultures of RZ1034 isolates and BL21 (DE3) pLysS / pRSETC were inoculated into 10 ml of modified SOB (20 g tryptone, 5 g yeast, 0.6 g NaCl, 0.2 g KCl, adjusted to pH 7.0 with 5 N NaOH) plus ampicillin (100 μg / ml) in a 125 ml flask and grown at 37 ° C to a Klett Colorimeter reading of 126-155. One ml aliquot of uninduced cells was removed, centrifuged and resuspended with TE buffer (10mM Tris-HCl, pH 8.0, 1mM EDTA) to the same volume in microliters (μl) as the Klett reading, ie a Klett Reading of 126 middle cells were resuspended using 126 μl of TE buffer. For induction, IPTG was added to the growing culture to a final concentration of 1mM and incubation continued for two hours, determined with a final Klett reading. One milliliter was removed and centrifuged in a 1.5 ml Eppendorf tube. The cell pellet was resuspended in TE buffer again based on its respective final Klett reading. Ninety μl of each non-induced and induced cells were removed to another Eppendorf tube, 30 μl of a 4x cracking buffer was added and the tube was placed in a boiling water bath for 10 minutes prior to running 20 μl on a 4-15% Gradient SDS-PAGE gel (Bio-Rad Laboratories) heated. The protein bands were transferred to nitrocellulose filter paper and a Western blot was performed using rabbit polyclonal NucA antisera and anti-rabbit Ig peroxidase (Tago Inc.). The bands were visualized using TMB reagent (Promega, Madison, WI). An anticipated 69 kD protein product was clearly detected in the blot, as in 7 shown. This confirmed the correct cloning of the nucA gene. In this example, the lack of observed inducibility of NucA was presumably due to the absence of the antibiotic chloramphenicol in the growth medium, which is required for stable maintenance of the pLysS plasmid (carrying the chloramphenicol resistance gene). Thus, loss of the pLysS plasmid would result in a high basal (non-induced) level of expression of NucA. In a separate experiment, the 69kD NucA protein was shown to be inducible in a Western blot when chloramphenicol was included in the growth medium (data not shown). Although the 69 kD protein band can be detected in a Western blot, it was not detected in a similar SDS-PAGE gel stained with Coomassie (data not shown). Without being bound by the following, one possible cause for non-detection of the recombinant protein in the Coomassie gel may be due to the 51 additional vector-encoded amino acid residues at the N-terminal end of the cloned nucA gene in pPX644.

Ein reifer Klon, der einen Expressionsgrad zeigte, der in einem Coomassie-Gel sichtbar war, wurde unter Verwendung einer etwas anderen Fusionsherangehensweise konstruiert. Dieser Klon mit der Bezeichnung pPX693 wurde wie folgt konstruiert:One mature clone that displayed an expression level in a Coomassie gel was visualized using a slightly different fusion approach constructed. This clone, named pPX693, was as follows constructed:

pPX682 KonstruktionpPX682 construction

Das nucA-Gen wurde aus P860295 Genom-DNA unter Verwendung von RSET-5 Primer (SEQ ID Nr. 15) PCR-amplifiziert, welcher die folgende Sequenz hat, deren letzte 17 Basen einigermaßen den Nukleotiden 304–320 von SEQ ID Nr. 1 entsprechen (der Primer basierte auf der pPX643-Sequenz, welche unter Verwendung des degenerierten-Primers P1 erzeugt wurde):
RSET-5 GCTACGGCTAGCAAAGAAGCACCTCAAGC (SEQ ID Nr. 15)
und dem 63K RBam-Primer (SEQ ID Nr. 13). (RSET-5 wurde entworfen, um eine BamHI-Stelle am 5'-Ende zum Erleichtern des Transfers des nucA-Fragments zum pRSET-Expressionsvektor einzuschließen; siehe unten). Das amplifizierte DNA-Fragment wurde in den pCRTMII Vektor kloniert und wurde als pPX682 bezeichnet. Dieses Konstrukt kodiert für NucA mit reifer Länge.
The nucA gene was PCR amplified from P860295 genomic DNA using RSET-5 primer (SEQ ID NO: 15), which has the following sequence, the last 17 bases of which are reasonably nucleotides 304-320 of SEQ ID NO: 1 correspond (the primer was based on the pPX643 sequence generated using the degenerate primer P1):
RSET-5 GCTACGGCTAGCAAAGAAGCACCTCAAGC (SEQ ID NO: 15)
and the 63K RBam primer (SEQ ID NO: 13). (RSET-5 was designed to include a BamHI site at the 5 'end to facilitate transfer of the nucA fragment to the pRSET expression vector, see below). The amplified DNA fragment was cloned into the pCR II vector and designated pPX682. This construct encodes mature-length NucA.

pPX693 KonstruktionpPX693 construction

Das nucA BamHI Fragment von pPX682 wurde in die BamHI-Stelle des Expressionsvektors pRSETC ligiert und das sich ergebende Plasmid wurde pPX693 genannt. Dies ergab einen Klon, welcher ein Fusions-NucA mit zusätzlichen 38 Aminosäuren an seinem N-Terminus exprimierte. Nach Spaltung mit Enterokinase wurden alle bis auf fünf Aminosäuren entfernt. Der pRSETC-Vektor enthält ebenfalls eine polyHis-Region, welche die Reinigung des Fusionspro teins über einer Nickelsäule vor der Spaltung durch Enterokinase ermöglicht. Der Klon pPX693 zeigte, wenn er in den E. coli BL21 (DE3)pLysS Stamm tranformiert und mit IPTG induziert wurde, einen signifikanten Expressionsgrad, der an mit Coomassie gefärbten Gels nachweisbar war. 8 zeigt, dass er das Hauptproteinband im Zelllysat war. Jedoch war nach Ziehen einer größeren Kultur für Proteinreinigung die Expression durch Coomassie-Färbung nicht nachweisbar. Es wurde gefunden, dass das Plasmid im Expressionsstamm nicht stabil gehalten wurde. Nachfolgend wurden weitere Klone mit annehmbaren Expressionsgraden erhalten, so wurde weitere Arbeit, um pPX693 zu stabilisieren, nicht unternommen.The nucA BamHI fragment from pPX682 was ligated into the BamHI site of the expression vector pRSETC and the resulting plasmid was named pPX693. This yielded a clone expressing a fusion NucA with an additional 38 amino acids at its N-terminus. After cleavage with enterokinase, all but five amino acids were removed. The pRSETC vector also contains a polyHis region, which allows purification of the fusion protein over a nickel column prior to cleavage by enterokinase. The clone pPX693, when transformed into the E. coli BL21 (DE3) pLysS strain and induced with IPTG, showed a significant level of expression detectable on Coomassie stained gels. 8th shows that he was the major protein band in the cell lysate. However, after pulling a larger culture for protein purification, expression by Coomassie staining was undetectable. It was found that the plasmid was not kept stable in the expression strain. Subsequently, further clones with acceptable levels of expression were obtained so further work to stabilize pPX693 was not undertaken.

Native SignalsequenzNative signal sequence

Nachdem die obere Sequenz vom Klon pPX680 erhalten wurde (ein annähernd 2 kb NsiI inverses PCR-Produkt, kloniert in pCRTMII Vektor, wie in Beispiel 2 erwähnt), wurden Primer NdeF63K und NcoF63K verwendet, um das native nucA-Gen von Genom P860295 DNA in voller Länge zu amplifizieren. Das PCR-Produkt wurde in zwei unterschiedliche Expressionsvektoren, pRSETC und pTrcHisC kloniert (9). Diese Vektoren sind für die Expression unter Verwendung von starken Promotoren maximiert worden, die durch IPTG induzierbar sind. Plasmide pPX685, pPX688, pPX691 und pPX692, auf die in Tabelle 1 verwiesen wird, wurden wie folgt konstruiert:After the top sequence of clone pPX680 was obtained (an approximately 2 kb NsiI inverse PCR product cloned into pCR II vector as mentioned in Example 2), primers NdeF63K and NcoF63K were used to construct the native nucA gene of genome P860295 Full-length DNA amplification. The PCR product was cloned into two different expression vectors, pRSETC and pTrcHisC ( 9 ). These vectors have been maximized for expression using strong promoters that are inducible by IPTG. Plasmids pPX685, pPX688, pPX691 and pPX692, referred to in Table 1, were constructed as follows:

pPX685 KonstruktionpPX685 construction

Das nucA-Gen in voller Länge wurde durch PCR-Amplifizierung aus dem Genom von P860295 kloniert. Die verwendeten Primer waren NdeF63K und 63K RBam. Primer NdeF63K ist SEQ ID Nr. 1, Nukleotide 229–255 mit einer NdeI-Stelle, gebunden an das 5'-Ende für späteren Transfer in pRSETC. Das PCR-Produkt, kloniert in pCRTMII Vektor, wird pPX685 genannt.The full length nucA gene was cloned by PCR amplification from the genome of P860295. The primers used were NdeF63K and 63K RBam. Primer NdeF63K is SEQ ID NO: 1, nucleotides 229-255 with an NdeI site attached to the 5 'end for later transfer into pRSETC. The PCR product cloned in pCR II vector is called pPX685.

pPX692 KonstruktionpPX692 construction

Subklonieren der vollständigen nucA-Sequenz von pPX685 in pRSETC erzeugte pPX692. Speziell wurde pPX685 mit NdeI und BamHI verdaut, das nucA-Fragment in voller Länge wurde isoliert und in pRSETC ligiert, welches ebenfalls mit NdeI und BamHI verdaut worden war. Das sich ergebende Plasmid wurde pPX692 genannt. Wenn pPX692 in den E. coli BL21(DE3)pLysS Stamm transformiert und mit 1 mM IPTG induziert worden war, wurde ein ähnlicher Coo massie-Grad an NucA-Protein erhalten (siehe 10), wie verglichen mit pPX693 (siehe 8).Subcloning the complete nucA sequence of pPX685 into pRSETC generated pPX692. Specifically, pPX685 was digested with NdeI and BamHI, the full-length nucA fragment was isolated and ligated into pRSETC, which had also been digested with NdeI and BamHI. The resulting plasmid was named pPX692. When pPX692 was transformed into the E. coli BL21 (DE3) pLysS strain and induced with 1 mM IPTG, a similar co-mass level of NucA protein was obtained (see 10 ) as compared to pPX693 (see 8th ).

pPX688 KonstruktionpPX688 construction

Das nucA-Gen in voller Länge wurde unter Verwendung von PCR und Primern NcoF63K und 63K RBam aus Genom P860295 DNA kloniert. Primer NcoF63K ist SEQ ID Nr. 1, Nukleotide 229–255 mit einer NcoI-Stelle und ein paar extra Basen zur translationalen Rahmenanpassung, gebunden an das 5'-Ende, insbesondere Basen ACCATGGGT für nachfolgende Subklonierung in pTrcHisC. Das PCR-Produkt wurde in den pCRTMII Vektor kloniert und das sich ergebende Plasmid wurde pPX688 genannt. Der NcoI-Linker fügte zwei Aminosäuren der N-terminalen Startregion der Signalsequenz hinzu.The full length nuc A gene was cloned from genome P860295 DNA using PCR and primers NcoF63K and 63K RBam. Primer NcoF63K is SEQ ID NO: 1, nucleotides 229-255 with an NcoI site and a few extra bases for translational frame fitting attached to the 5 'end, especially bases ACCATGGGT for subsequent subcloning into pTrcHisC. The PCR product was cloned into the pCR II vector and the resulting plasmid was named pPX688. The NcoI linker added two amino acids to the N-terminal start region of the signal sequence.

pPX691 KonstruktionpPX691 construction

Subklonieren der vollständigen nucA-Sequenz aus pPX688 in pTrcHisC (siehe 9) erzeugte pPX691. Speziell wurde pPX688 mit NcoI und BamHI verdaut, das nucA-Fragment in voller Länge wurde isoliert und dann in pTrcHisC ligiert, welches ebenfalls mit NcoI und BamHI verdaut worden war. Wenn pPX691 in den E. coli InvαF' Stamm transformiert und mit 1 mM IPTG induziert wurde, wurde ein ähnlicher Coomassie-Grad an NucA-Protein erhalten (siehe 10), wie verglichen mit pPX693 (siehe 8). Die NcoI-Restriktionsstelle fügte zwei Reste zum Anfang der nativen Signalsequenz hinzu, welche die Verarbeitung der NucA-Signalsequenz nicht zu beeinflussen schienen, wie in 10 gezeigt. Das ersichtliche Molekulargewicht des exprimierten Proteins schien etwa 63 kD für ein verarbeitetes Protein zu sein, statt 66 kD für ein nicht verarbeitetes Protein. Das Band bei etwa 63 kD schien das Hauptproteinband im Coomassie-gefärbten Gel zu sein. Nach Reinigung und Aminosäuresequenzanalyse wurde davon gezeigt, dass es verarbeitet war. Siehe Beispiel 4 bezüglich Proteinsequenzierung.Subclone the complete nucA sequence from pPX688 into pTrcHisC (see 9 ) generated pPX691. Specifically, pPX688 was digested with NcoI and BamHI, the full-length nucA fragment was isolated and then ligated into pTrcHisC, which had also been digested with NcoI and BamHI. When pPX691 was transformed into the E. coli InvαF 'strain and induced with 1 mM IPTG, a similar Coomassie level of NucA protein was obtained (see 10 ) as compared to pPX693 (see 8th ). The NcoI restriction site added two residues to the beginning of the native signal sequence that did not appear to affect the processing of the NucA signal sequence, as in 10 shown. The apparent molecular weight of the expressed protein appeared to be about 63 kD for a processed protein, rather than 66 kD for an unprocessed protein. The band at about 63 kD appeared to be the major protein band in the Coomassie stained gel. After purification and amino acid sequence analysis, it was shown to be processed. See Example 4 for protein sequencing.

Das Plasmid pPX691 wurde in einer 2 l Kultur zur Reinigung zusammen mit pPX693 (Fusionsprotein) gezogen. Jedoch wurde befunden, dass pPX693 im BL21(DE3)pLysS-Wirt nicht stabil gehalten wurde, während pPX691 in DH5α oder InvαF' Wirten stabil gehalten wurde. Plasmid pPX691 wurde als der Klon der Wahl für Proteinreinigung von rNucA gewählt. Eine Stabilitätsstudie für pPX692 wurde nicht durchgeführt, da seine Expression nicht besser als pPX691 war. Siehe 10.The plasmid pPX691 was grown in a 2 L culture for purification together with pPX693 (fusion protein). However, pPX693 was found to be unstable in the BL21 (DE3) pLysS host while pPX691 was stably maintained in DH5α or InvαF 'hosts. Plasmid pPX691 was chosen as the clone of choice for protein purification of rNucA. A stability study for pPX692 was not performed because its expression was no better than pPX691. Please refer 10 ,

Figure 00340001
Figure 00340001

Obwohl die Haemophilus-kodierte nucA-Signalsequenz gute Expression von rNucA in E. coli zu ermöglichen schien, als auch korrekte Verarbeitung (also Entfernung der Signalsequenz), wurden zwei im Handel erhältliche E. coli Expressionsvektoren versucht, welche unterschiedliche Signalsequenzen enthielten. PelB (pPX708 [hergestellt aus pPX705] in pET20b Vektor, Novagen) und OmpT (pPX707 [hergestellt aus pPX706] in pET12a Vektor, Novagen) wurden getrennt oberhalb des reifen nucA-Gens wie folgt kloniert:Even though the Haemophilus encoded nucA signal sequence shows good expression of rNucA in E. coli seemed as well as correct processing (ie removal of the signal sequence), were two commercially available E. coli expression vectors tries to find out which different signal sequences contained. PelB (pPX708 [made from pPX705] in pET20b vector, Novagen) and OmpT (pPX707 [prepared from pPX706] in pET12a vector, Novagen) were separated above the mature nucA gene as follows cloned:

PelB-KonstruktionPelB construction

Das nucA-Gen wurde aus pPX643 unter Verwendung von Primern 63K PelB (SEQ ID Nr. 12) PCR-amplifiziert, welcher die folgende Sequenz hat, deren letzte 17 Basen einigermaßen Nukleotiden 304–320 von SEQ ID Nr. 1 entsprechen (der Primer basierte auf der pPX643 Sequenz, welche unter Verwendung des degenerierten Primers P1 erzeugt wurde):
63K PelB GATATCAAAGAAGCTCCTCAAGC (SEQ ID Nr. 12)
und 63K RBam (SEQ ID Nr. 13), welches die folgende Sequenz hat, deren letzte 21 Basen das Komplement von Nukleotiden 2095–2115 von SEQ ID Nr. 1 in umgekehrter Richtung sind:
63K RBam CGCGGATCCTGAAGTCTTCAAACCTAGGAC (SEQ ID Nr. 13)
The nucA gene was PCR amplified from pPX643 using primers 63K PelB (SEQ ID NO: 12) having the following sequence, the last 17 bases of which correspond approximately to nucleotides 304-320 of SEQ ID NO: 1 (primer based on the pPX643 sequence generated using the degenerate primer P1):
63K PelB GATATCAAAGAAGCTCCTCAAGC (SEQ ID NO: 12)
and 63K RBam (SEQ ID NO: 13) having the following sequence whose last 21 bases are the complement of nucleotides 2095-2115 of SEQ ID NO: 1 in the reverse direction:
63K RBam CGCGGATCCTGAAGTCTTCAAACCTAGGAC (SEQ ID NO: 13)

Das annähernd 1,8 kb nucA-enthaltende PCR-DNA Band wurde in Gel isoliert, in pCRTMII kloniert und das sich ergebende Plasmid wurde pPX705 genannt.The approximately 1.8 kb nucA-containing PCR DNA band was gel isolated, cloned into pCR II, and the resulting plasmid was named pPX705.

pPX708 KonstruktionpPX708 construction

Beide Plasmide pPX705 und pET20b wurden mit EcoRV und BamHI verdaut, DNAs wurden an einem Agarosegel elektrophoretisch behandelt und die korrekten DNA-Bänder wurden isoliert. Die DNAs wurden zusammen ligiert und das sich ergebende Plasmid wurde pPX708 genannt. BL21(DE3)pLysS Transformanten wurden RZ1070 genannt.Both Plasmids pPX705 and pET20b were digested with EcoRV and BamHI, DNAs were electrophoresed on an agarose gel and the correct DNA bands were isolated. The DNAs were ligated together and the resulting Plasmid was named pPX708. BL21 (DE3) pLysS transformants were Called RZ1070.

OmpT KontruktionOmpT construction

Das nucA-Gen wurde aus pPX643 unter Verwendung des Primers 63K OmpT (SEQ ID Nr. 14) amplifiziert, welcher die folgende Sequenz hat, deren letzte 17 Basen einigermaßen Nukleotiden 304– 320 von SEQ ID Nr. 1 entsprechen (der Primer basierte auf der pPX643 Sequenz, welche unter Verwendung des Degenerat-Primers P1 erzeugt wurde):
63K OmpT GGATCCAAAGAAGCTCCTCAAGC (SEQ ID Nr. 14)
und 63K RBam (SEQ ID Nr. 13). Das annähernd 1,8 kb nucA-enthaltende PCR DNA Band wurde in Gel isoliert, in pCRTMII kloniert und das sich ergebende Plasmid wurde pPX706 genannt.
The nucA gene was amplified from pPX643 using the primer 63K OmpT (SEQ ID NO: 14), which has the following sequence, the last 17 bases of which correspond approximately to nucleotides 304-320 of SEQ ID NO: 1 (the primer was based on the pPX643 sequence generated using the degenerate primer P1):
63K OmpT GGATCCAAAGAAGCTCCTCAAGC (SEQ ID NO: 14)
and 63K RBam (SEQ ID NO: 13). The approximately 1.8 kb nucA-containing PCR DNA band was gel isolated, cloned into pCR II, and the resulting plasmid was named pPX706.

pPX707 KonstruktionpPX707 construction

pET12a Vektor DNA wurde mit BamHI Enzym verdaut, mit Kalbdarm Alkali-Phosphatase (Boehringer Mannheim) behandelt, an Agarosegel elektrophoretisch behandelt und die DNA wurde isoliert. Das Plasmid pPX706 wurde mit BamHI-Enzym verdaut, an einem Agarosegel elektrophoretisch behandelt und das annähernd 1,8 kb nucA-enthaltende DNA-Fragment wurde in Gel isoliert. Sowohl die pET12a, als auch pPX706 Gel-isolierten DNAs wurden zusammen ligiert und das sich ergebende Plasmid wurde pPX707 genannt. BL21 (DE3)pLysS Transformanten wurden RZ1065 genannt.pET12a Vector DNA was digested with BamHI enzyme, with calf-poor alkaline phosphatase (Boehringer Mannheim), electrophoretically on agarose gel treated and the DNA was isolated. The plasmid pPX706 was used with BamHI enzyme digested, electrophoresed on an agarose gel and that approximately 1.8 kb nucA-containing DNA fragment was isolated in gel. Either the pET12a, as well as pPX706 gel-isolated DNAs were combined ligated and the resulting plasmid was named pPX707. BL21 (DE3) pLysS Transformants were named RZ1065.

PelB-NucA & OmpT-NucA ExpressionPelB-NucA & OmpT-NucA expression

Ein ml von über Nacht Kulturen von RZ1065 (pPX707: OmpT-nucA Klon) und RZ1070 (pPX708: PelB-nucA Klon) wurden jeweils in 20 ml SOB plus Chloramphenicol (30 μg/ml) plus Ampicillin (100 μg/ ml) in einem 125 ml Kolben inokuliert und bei 37°C zu O. D.600 = 1,0–1,3 wachsen gelassen. Zehn ml der Kultur wurden auf einen anderen 125 ml Kolben übertragen und IPTG zu einer Endkonzentration von 1 mM zugegeben. Sowohl nicht induzierte, als auch induzierte Kulturen wurden bei 37°C für zusätzliche zwei Stunden wachsen gelassen. Ein ml von jeder der Kulturen wurde entfernt und in einem 1,5 ml Eppendorf-Rohr zentrifugiert, um die Zellen zu pelletieren. Die Flüssigkeitsüberstände von den induzierten Kulturen wurden bewahrt. Die Zellpellets wurden mit 0,6–1,6 ml PBS zu O. D.600 von annähernd 1,0 resuspendiert. Ein ml der resuspendierten Zellen wurde rezentrifugiert und mit 60 μl H2O resuspendiert. Zu 60 μl der resuspendierten Zellen oder 60 μl des Flüssigkeitsüberstands wurden 20 μl eines 4 × Cracking-Puffers zugegeben und das Rohr wurde in einem siedenden Wasserbad für fünf Minuten erhitzt. Zwanzig μl von jeder Probe wurden an einem 12% SDS-PAGE Gel elektrophoretisch behandelt und mit Coomassie- Blau gefärbt. Sowohl die OmpT, als auch PelB NucA-Fusionsprotein wurden nachgewiesen und waren von der richtigen Größe für ein verarbeitetes Protein (11). Die Ausbeute der PelB NucA-Fusionsprotein Expression betrug annähernd 30% des gesamten zellulären Proteins, was mit der Expression von NucA in voller Länge (mit nativem Signal, pPX691; siehe 12 unten) vergleichbar war.One ml of overnight cultures of RZ1065 (pPX707: OmpT-nucA clone) and RZ1070 (pPX708: PelB-nucA clone) were each in 20 ml SOB plus chloramphenicol (30 μg / ml) plus ampicillin (100 μg / ml) in one 125 ml flask inoculated and grown at 37 ° C to OD 600 = 1.0-1.3. Ten ml of the culture was transferred to another 125 ml flask and IPTG added to a final concentration of 1 mM. Both uninduced and induced cultures were grown at 37 ° C for an additional two hours. One ml of each of the cultures was removed and centrifuged in a 1.5 ml Eppendorf tube to pellet the cells. The supernatants from the induced cultures were preserved. The cell pellets were resuspended with 0.6-1.6 ml PBS to OD 600 of approximately 1.0. One ml of the resuspended cells were recentrifuged and resuspended with 60 μl H 2 O. To 60 μl of the resuspended cells or 60 μl of the supernatant was added 20 μl of a 4x cracking buffer and the tube was heated in a boiling water bath for five minutes. Twenty μl of each sample was electrophoresed on a 12% SDS-PAGE gel and stained with Coomassie Blue. Both the OmpT and PelB NucA-Fu protein were detected and were of the correct size for a processed protein ( 11 ). The yield of PelB NucA fusion protein expression was approximately 30% of the total cellular protein, consistent with the expression of full length NucA (with native signal, pPX691; 12 below) was comparable.

12 zeigt einen Vergleich von Expression von mehreren Signalsequenz-Klonen und auch von einem reifen Fusionsklon mit einer optimierten Translations-Initiationsregion (TIR) Sequenz (11), pPX709. Der Klon pPX709 wurde aus Klon pPX677 wie folgt konstruiert: 12 Figure 4 shows a comparison of expression of several signal sequence clones and also of a mature fusion clone with an optimized translation initiation region (TIR) sequence (11), pPX709. Clone pPX709 was constructed from clone pPX677 as follows:

pPX677 KonstruktionpPX677 construction

Plasmid pRSETC wurde mit NheI-Enzym verdaut, mit Phenol extrahiert, mit Ethanol ausgefällt und wieder mit NdeI-Enzym verdaut. Die DNA wurde an einem Agarosegel elektrophoretisch behandelt und das DNA-Band in Gel isoliert. Ein NheI + NdeI Linker wurde durch Verglühen des RSET.TIR oberen Oligo konstruiert (SEQ ID Nr. 10), welcher die folgende Sequenz hat (welche nicht nucA entspricht):
RSET.TIR oben TATGGCTATGTCTAACATGACTTACAAACATCATCATCATCATCATGG-TATGG (SEQ ID Nr. 10)
zum RSET.TIR unteren Oligo (SEQ ID Nr. 11), welches die folgende Sequenz hat (welche nicht nucA entspricht):
RSET.TIR unten CTAGCCATRCCATGATGATGATGATGATGTTTGTAAGTCATGTTAGACA-TAGCCA (SEQ ID Nr. 11)
Plasmid pRSETC was digested with NheI enzyme, extracted with phenol, precipitated with ethanol and digested again with NdeI enzyme. The DNA was electrophoresed on an agarose gel and the DNA band was gel-isolated. A NheI + NdeI linker was constructed by annealing the RSET.TIR upper oligo (SEQ ID NO: 10), which has the following sequence (which does not correspond to nucA):
RSET.TIR top TATGGCTATGTCTAACATGACTTACAAACATCATCATCATCATCATGG-TATGG (SEQ ID NO: 10)
to the RSET.TIR lower oligo (SEQ ID NO: 11), which has the following sequence (which does not correspond to nucA):
RSET.TIR below CTAGCCATRCCATGATGATGATGATGATGTTTGTAAGTCATGTTAGACA-TAGCCA (SEQ ID NO: 11)

Dieser Linker wurde an die NheI + NdeI verdaute pRSETC gereinigte DNA ligiert und das sich ergebende Plasmid wurde pPX677 genannt.This Linker was ligated to the NheI + NdeI digested pRSETC purified DNA and the resulting plasmid was named pPX677.

pPX709 KonstruktionpPX709 construction

Plasmid pPX677 wurde mit BamHI verdaut, mit Kalbdarm Alkali-Phosphatase (Boehringer Mannheim) behandelt, an einen Agarosegel elektrophoretisch behandelt und die DNA wurde isoliert. Plasmid pPX693 wurde mit BamHI verdaut, an einem Agarosegel elektrophoretisch behandelt und die DNA wurde isoliert. Die isolierten DNAs wurden zusammen ligiert und das sich ergebende Plasmid wurde pPX709 genannt.plasmid pPX677 was digested with BamHI, with calf-poor alkaline phosphatase (Boehringer Mannheim), electrophoresed on an agarose gel and the DNA was isolated. Plasmid pPX693 was digested with BamHI, electrophoresed on an agarose gel and the DNA became isolated. The isolated DNAs were ligated together and that resulting plasmid was named pPX709.

BL21(DE3)pLysS-Transformanten wurden RZ1076 genannt.BL21 (DE3) pLysS transformants were named RZ1076.

Der pPX691 (native Signalsequenz) Klon und Vektor-allein Kontrolle wurden bei O.D.600 von 0,8–0,9 mit 1 mM IPTG für eine Stunde induziert. Die pPX707 (OmpT Signal), pPX708 (PelB Signal) und pPX709 (TIR) Klone wurden bei einem O. D. von etwa 1,0 für zwei Stunden induziert. Alle Kulturen wurden zu einem O. D. von etwa 1,0 normalisiert und gleiche Volumina wurden auf das Gel geladen. P860295 wurde für etwa 3,5 Stunden zu einem O. D. von etwa 1,6 wachsen gelassen, dann zu etwa 1,0 normalisiert. Induziertes pPX691 und induziertes pPX708 zeigten definitiv ein intensives NucA-Band; tatsächlich schien es das Hauptproteinband zu sein. Jedoch erzeugten pPX707 und pPX709 kein offensichtliches NucA-induziertes Band. Diese zeigt, dass nicht alle Signalsequenzen oder „optimierten" Expressionsvektoren einen hohen Grad an induziertem NucA-Protein erzeugen.The pPX691 (native signal sequence) clone and vector alone control were induced at OD 600 of 0.8-0.9 with 1 mM IPTG for one hour. The pPX707 (OmpT signal), pPX708 (PelB signal) and pPX709 (TIR) clones were induced at an OD of about 1.0 for two hours. All cultures were normalized to an OD of about 1.0 and equal volumes loaded onto the gel. P860295 was grown for about 3.5 hours to an OD of about 1.6, then normalized to about 1.0. Induced pPX691 and induced pPX708 definitely showed an intense NucA band; in fact, it seemed to be the main protein band. However, pPX707 and pPX709 produced no apparent NucA-induced band. This shows that not all signal sequences or "optimized" expression vectors produce a high level of induced NucA protein.

Beispiel 4Example 4

NucA-Protein Reinigung und KennzeichnungNucA protein purification and marking

Reinigung von nNucA-Protein von NTHi Ganzzellen ExtraktpräparatPurification of nNucA protein from NTHi whole cell extract preparation

Ganze bakterielle Zellen (etwa 70 g Nassgewicht von NTHi) wurden in 200 ml von 0,1 M Kaliumphosphat (KPO4)/3,0 M KSCN (pH 6,0) suspendiert und bei Raumtemperatur für 60 Minuten gerührt, um nNucA-Protein zu extrahieren. Zelldebris wurde durch Zentrifugation bei 8000 U/Min. unter Verwendung eines Sorvall GS-3 Rotors für 20 Minuten bei 4°C entfernt. Der Flüssigkeitsüberstand wurde gesammelt und durch Zentrifugation bei 60000 U/Min. unter Verwendung eines Beckman 70Ti Rotors für 60 Minuten bei 4°C weiter geklärt. Der Flüssigkeitsüberstand wurde gesammelt und über Nacht bei 4°C gegen 50 mM NaPO4 (pH 8,0) dialysiert.Whole bacterial cells (about 70 g wet weight of NTHi) were suspended in 200 ml of 0.1 M potassium phosphate (KPO 4 ) / 3.0 M KSCN (pH 6.0) and stirred at room temperature for 60 minutes to give nNucA protein to extract. Cell debris was purified by centrifugation at 8000 rpm. using a Sorvall GS-3 rotor for 20 minutes at 4 ° C. The supernatant was collected and centrifuged at 60,000 rpm. using a Beckman 70Ti rotor for 60 minutes at 4 ° C further clarified. The supernatant was collected and dialyzed overnight at 4 ° C against 50 mM NaPO 4 (pH 8.0).

Säulenchromatographiecolumn

Das dialysierte Ganzzellenextrakt wurde auf eine 25 ml Keramik Hydroxyapatit (HA) Säule (80 um Bio-Rad) geladen, äquilibriert in 50 mM NaPO4 (pH 8,0). Gebundenes Protein wurde mit einem 0,2 M NaPO4 Schritt eluiert, gefolgt von einem linearen NaPO4 Gradienten (0,2–0,5 M NaPO4). Fraktionen wurden bezüglich nNucA durch SDS-PAGE und Western Analyse gescreent und positive Fraktionen wurden gepoolt. Der HA-Schritt wurde drei Mal mit drei unabhängigen Ganzzellenextrakt-Präparaten durchgeführt. Native NucA von jedem der drei HA Durchläufe wurde zusammen gepoolt und etwa 7-fach unter Verwendung einer Amicon-gerührten Zelle mit einer PM10 Membran konzentriert. Das HA-Konzentrat wurde über Nacht bei 4°C gegen 2 L Ladungen von 50 mM Tris-HCl/1 mM EDTA (pH 9,0) dialysiert. Das Material wurde auf eine MonoQ HR5/5 Säule (Pharmacia) geladen, äquilibriert in 50 mM Tris-HCl/1 mM EDTA (pH 9,0). Gebundenes Protein wurde mit einem linearen NaCl-Gradienten (0–1,0 M NaCl in 50 mM Tris-HCl/1 mM EDTA (pH 9,0)) eluiert. Fraktionen wurden bezüglich nNucA durch SDS-PAGE gescreent und gepoolt. Insgesamt 2,5 mg gereinigtes nNucA wurden aus etwa 70 g Nassgewicht von NTHi-Zellen isoliert. Natives NucA-Protein, gereinigt unter Verwendung dieses Protokolls, wies ein einzelnes Band an einem SDS-PAGE Gel auf, welches einer Molekülmasse von etwa 63000 Dalton entspricht.The dialyzed whole cell extract was loaded onto a 25 ml ceramic hydroxyapatite (HA) column (80 μm Bio-Rad) equilibrated in 50 mM NaPO 4 (pH 8.0). Bound protein was eluted with a 0.2 M NaPO 4 step, followed by a linear NaPO 4 gradient (0.2-0.5 M NaPO 4 ). Fractions were screened for nNucA by SDS-PAGE and Western analysis, and positive fractions were pooled. The HA step was performed three times with three independent whole cell extract preparations. Native NucA from each of the three HA runs was pooled together and concentrated about 7-fold using an Amicon-stirred cell with a PM10 membrane. The HA concentrate was dialyzed overnight at 4 ° C against 2 L charges of 50 mM Tris-HCl / 1 mM EDTA (pH 9.0). The material was loaded on a MonoQ HR5 / 5 column (Pharmacia) equilibrated in 50 mM Tris-HCl / 1 mM EDTA (pH 9.0). Bound protein was eluted with a linear NaCl gradient (0-1.0 M NaCl in 50 mM Tris-HCl / 1 mM EDTA (pH 9.0)). Fractions were screened for nNucA by SDS-PAGE and pooled. A total of 2.5 mg of purified nNucA was isolated from about 70 g wet weight of NTHi cells. NucA native protein, purified using this protocol, had a single band on an SDS-PAGE gel, corresponding to a molecular mass of about 63,000 daltons.

NaCl-Extraktion von nNucANaCl Extraction from nNucA

Das folgende Extraktionsprotokoll für nNucA-Protein wurde als Alternative zu Extraktion durch KSCN verwendet. Bakterielle Zellen (etwa 37,5 g Nassgewicht von NTHi) wurden in 150 ml 50 mM NaPO4 (pH 7,0) suspendiert und durch drei Passagen durch eine French-Druckzelle bei 1000 psi zerrissen. Zelldebris und Membranen wurden durch Zentrifugation bei 55000 U/Min. unter Verwendung eines Beckman 70Ti Rotors für 20 Minuten bei 4°C pelletiert. Das Pellet wurde in 132 ml 10 mM HEPES/1,0 M NaCl (pH 7,5) resuspendiert und bei 4°C für 20 Minuten gerührt, um das nNucA-Protein zu extrahieren. Zelldebris und Membranen wurden durch Zentrifugation bei 60000 U/Min. unter Verwendung eines Beckman 70Ti Rotors für 60 Minuten bei 4°C entfernt. Der Flüssigkeitsüberstand wurde gesammelt und über Nacht bei 4°C gegen 50 mM NaPO4 (pH 8,0) dialysiert. Nachfolgende HA und MonoQ Chromatographieschritte wurden wie oben für das native NucA-Protein beschrieben durchgeführt. Ausbeuten an nNucA unter Verwendung von NaCl-Extraktion waren vergleichbar mit jenen, welche mit dem anderen, oben beschriebenen Verfahren erhalten wurden.The following extraction protocol for nNucA protein was used as an alternative to extraction by KSCN. Bacterial cells (about 37.5 g wet weight of NTHi) were suspended in 150 ml of 50 mM NaPO 4 (pH 7.0) and disrupted by three passages through a French pressure cell at 1000 psi. Cell debris and membranes were centrifuged at 55,000 rpm. pelleted using a Beckman 70Ti rotor for 20 minutes at 4 ° C. The pellet was resuspended in 132 ml of 10 mM HEPES / 1.0 M NaCl (pH 7.5) and stirred at 4 ° C for 20 minutes to extract the nNucA protein. Cell debris and membranes were centrifuged at 60,000 rpm. using a Beckman 70Ti rotor for 60 minutes at 4 ° C. The supernatant was collected and dialyzed overnight at 4 ° C against 50 mM NaPO 4 (pH 8.0). Subsequent HA and MonoQ chromatographic steps were performed as described above for the native NucA protein. Yields of nNucA using NaCl extraction were comparable to those obtained by the other method described above.

Reinigung von rNucA-Proteincleaning of rNucA protein

Rohes ExtraktpräparatRaw extract preparation

Ein Verfahren unter Nutzung von Zelllysis durch Passage durch eine French-Druckzelle und zwei Chromatographieschritten wurde für die Reinigung von rNucA-Protein entwickelt. Bakteriel le Zellen, welche rNucA exprimieren (etwa 30 g Nassgewicht von E. coli InvαF'/pPX691) wurden in 80 ml 50 mM Tris-HCl/1 mM EDTA (pH 8,0) suspendiert und durch drei Passagen durch eine French-Druckzelle bei 1000 psi zerrissen. Zelldebris und Membranen wurden durch Zentrifugation bei 55000 U/Min. unter Verwendung eines Beckman 70Ti Rotors für 20 Minuten bei 4°C entfernt. Der Flüssigkeitsüberstand wurde gesammelt und über Nacht bei 4°C gegen zwei 4 l Wechsel von 50 mM Tris-HCl/1 mM EDTA (pH 8,0) dialysiert.One Method using cell lysis by passage through a French pressure cell and two chromatography steps were for the purification of rNucA protein developed. Bacterial cells expressing rNucA (about 30 g wet weight of E. coli InvαF '/ pPX691) were analyzed in 80 ml of 50 mM Tris-HCl / 1 mM EDTA (pH 8.0) and suspended by three Passages through a French pressure cell torn at 1000 psi. Cell debris and membranes were removed by centrifugation at 55000 rpm. using a Beckman 70Ti rotor for 20 minutes at 4 ° C away. The supernatant was collected and over Night at 4 ° C against two 4 l changes of 50 mM Tris-HCl / 1 mM EDTA (pH 8.0) dialyzed.

Säulenchromatographiecolumn

Der dialysierte rohe Extrakt-Flüssigkeitsüberstand wurde auf eine 50 ml Trimethylaminoethyl (TMAE) FractogelTM Anion-Austausch-Säule (EM Separations Technology) geladen, äquilibriert in 50 mM Tris-HCl/1 mM EDTA (pH 8,0) bei Raumtemperatur. Die meisten der verunreinigenden Proteine banden an die Säule. Der Säulendurchfluss, welcher rNucA-Protein, als auch mehrere Verunreinigungsproteine enthielt, wurde gesammelt und über Nacht bei 4°C gegen 20 mM HEPES/1 mM EDTA (pH 7,0) dialysiert. Das Material wurde dann auf eine MonoS HR10/10 Kation-Austausch-Säule (Pharmacia) geladen, äquilibriert in 20 mM HEPES/1 mM EDTA (pH 7,0), welche das NucA-Protein bindet. Gebundenes Protein wurde mit einem linearen NaCl-Gradienten (0–1,0 M NaCl in 20 mM HEPES/1 mM EDTA (pH 7,0)) eluiert. Das meiste des rNucA eluierte bei etwa 0,4 M NaCl. Fraktionen wurden bezüglich rNucA durch SDS-PAGE gescreent und gepoolt. Insgesamt 80 mg gereinigtes rNucA wurden aus etwa 30 g Nassgewicht von Zellen isoliert. Das rNucA-Protein, welches unter Verwendung dieses Protokolls gereinigt wurde, wies ein einzelnes Band an einem SDS-PAGE Gel auf, welches einer Molekularmasse von etwa 63000 Dalton entspricht.The dialyzed crude extract supernatant was loaded on a 50 ml Trimethylaminoethyl (TMAE) Fractogel anion separation column (EM Separations Technology) equilibrated in 50 mM Tris-HCl / 1 mM EDTA (pH 8.0) at room temperature. Most of the contaminating proteins bound to the column. The column flow containing rNucA protein as well as several contaminant proteins was collected and dialysed overnight at 4 ° C against 20 mM HEPES / 1 mM EDTA (pH 7.0). The material was then loaded onto a MonoS HR10 / 10 cation exchange column (Pharmacia) equilibrated in 20 mM HEPES / 1 mM EDTA (pH 7.0), which binds the NucA protein. Bound protein was eluted with a linear NaCl gradient (0-1.0 M NaCl in 20 mM HEPES / 1 mM EDTA (pH 7.0)). Most of the rNucA eluted at about 0.4 M NaCl. Fractions were screened for rNucA by SDS-PAGE and pooled. A total of 80 mg of purified rNucA was isolated from about 30 g wet weight of cells. The rNucA protein purified using this protocol had a single band on an SDS-PAGE gel corresponding to a molecular mass of about 63,000 daltons.

AminosäuresequenzanalyseAmino acid sequence analysis

Für Aminosäuresequenzanalyse des nativen Proteins wurden etwa 250 μl der Probe, welche 100 μg gereinigtes Protein enthielt, mit 90% Ethanol für 30 Minuten bei 0°C ausgefällt, gefolgt von Zentrifugation in einer Mikrozentrifuge. Das Pellet wurde in 20% Essigsäure resuspendiert und Amino-terminaler Aminosäuresequenzanalyse unterworfen. Für das rekombinante Protein wurden 80 μl der Probe, welche 80 μg rNucA enthielt, zu einer ProSpin-Kartusche (Applied Biosystems, Foster City, CA) zugegeben und zentrifugiert. Die Polyvinylidendifluorid (PVDF) Mem bran, welche die Probe enthielt, wurde entfernt und mit 20% Methanol gewaschen. Die Membran wurde Amino-terminaler Aminosäuresequenzanalyse unterworfen.For amino acid sequence analysis of the native protein were about 250 μl of the sample, which was 100 μg purified Protein precipitated with 90% ethanol for 30 minutes at 0 ° C followed of centrifugation in a microcentrifuge. The pellet was in 20% acetic acid resuspended and subjected to amino-terminal amino acid sequence analysis. For the recombinant protein was 80 μl the sample containing 80 μg rNucA to a ProSpin cartridge (Applied Biosystems, Foster City, CA) and centrifuged. The polyvinylidene difluoride (PVDF) Mem bran containing the sample was removed and washed with Washed 20% methanol. The membrane was amino-terminal amino acid sequence analysis subjected.

Amino-terminale Aminosäuresequenzanalyse wurde unter Verwendung eines Applied Biosystems Model 477A Protein/Peptid Sequenzers, ausgestattet mit einem On-line Modell 120A PTH Analyzer (Applied Biosystems) durchgeführt. Nach der Spaltung von jedem aufeinander folgenden Amino-Terminus wurde das gebildete Anilinothiazolinon-Derivat in das stabilere Phenylthiohydantion (PTH)-Derivat durch Behandlung mit 25% Trifluoressigsäure (TFA) bei 64°C für 20 Minuten umgewandelt. Die PTH-Derivate wurden abgetrennt und am PTH-Analysator durch Umkehrphasen-HPLC unter Verwendung einer Brownlee PTH C-18 Säule (Partikelgröße 5 mm, 2,1 mm innerer Durchmesser × 22 cm Länge; Applied Biosystems) mit einem Zwei-Lösungsmittel Gradientsystem gemäß den Anweisungen des Herstellers identifiziert.Amino-terminal Amino acid sequence analysis was performed using an Applied Biosystems Model 477A protein / peptide Sequencer equipped with an on-line Model 120A PTH Analyzer (Applied Biosystems). After cleavage of each consecutive amino-terminus the anilinothiazolinone derivative formed became more stable Phenylthiohydantione (PTH) derivative by treatment with 25% trifluoroacetic acid (TFA) at 64 ° C for 20 Minutes converted. The PTH derivatives were separated and on the PTH analyzer by reverse phase HPLC using a Brownlee PTH C-18 Column (particle size 5 mm, 2.1 mm internal diameter × 22 cm length; Applied Biosystems) with a two-solvent gradient system according to the instructions identified by the manufacturer.

Für das native Protein wurden die ersten 26 Reste (SEQ ID Nr. 2, Reste 26–51) eindeutig identifiziert, mit Ausnahme eines zusätzlichen nicht-identifizierten Peaks bei Rest 1. Für das rekombinante Protein wurden 18 der ersten 19 Reste (SEQ ID Nr. 2, Reste 26–44) eindeutig identifiziert. Beide Reste 1 und 2 enthielten einen zusätzlichen nicht-identifizierten Peak und Rest 13 (SEQ ID Nr. 2, Rest 38) konnte nicht identifiziert werden. Gleichzeitigkeit der Amino-terminalen Sequenz des rekombinanten NucA-Proteins mit der des nativen Proteins zeigte identische post-translationale Verarbeitung der Signalsequenz im Protein, exprimiert in E. coli mit der in Haemophilus an.For the native Protein became unique the first 26 residues (SEQ ID NO: 2, residues 26-51) identified, with the exception of one additional unidentified Peaks at residue 1. For the recombinant protein was 18 of the first 19 residues (SEQ ID NO. 2, residues 26-44) clearly identified. Both residues 1 and 2 contained an additional unidentified peak and residue 13 (SEQ ID NO: 2, residue 38) can not be identified. Simultaneity of the amino-terminal Sequence of the recombinant NucA protein with that of the native protein showed identical post-translational processing of the signal sequence in Protein expressed in E. coli with that in Haemophilus.

Beispiel 5Example 5

Nukleotidasewirskamkeit von NucA-ProteinNukleotidasewirskamkeit of NucA protein

Ektoenzyme werden als intrinsische Membran-Proteine mit ihren katalytischen Stellen an der extrazellulären Oberfläche der Membran definiert (12). Eine Klasse der Ektoenzyme ist die Ekto-Phosphohydrolase (5'-Nukleotidase). Es gibt viele Berichte, die von sowohl bakteriellen, als auch Säuger 5'-Nukleotidasen handeln, welche jeweils unterschiedliche Substrat-Reaktivitäten zeigen. Säuger 5'-Nukleotidase-Enzym verwendet AMP (Adenosin-Monophosphat-Nukleotid) als Substrat und erzeugt A (Adenosin-Nukleosid) und P (Phosphat), während bakterielle Enzyme ATP (Ade nosin-Triphosphat-Nukleotid), ADP (Adenosin-Diphosphat-Nukleotid) und AMP, als auch andere Nukleotide verwenden können.ectoenzymes are called intrinsic membrane proteins with their catalytic Places at the extracellular surface the membrane defined (12). One class of ectoenzymes is ecto-phosphohydrolase (5'-nucleotidase). It gives many reports of both bacterial and mammalian 5'-nucleotidases, which each show different substrate reactivities. mammal 5'-nucleotidase enzyme uses AMP (adenosine monophosphate nucleotide) as a substrate and produces A (adenosine nucleoside) and P (phosphate), while Bacterial enzymes ATP (Adenosine triphosphate nucleotide), ADP (Adenosine diphosphate nucleotide) and AMP, as well as other nucleotides.

Einer der frühen Berichte, die das E. coli 5'-Nukleotidaseprotein untersuchen, schlagen vor, dass es sich in dem periplasmischen Raum der zellulären Membran befand und dass dieses Protein einzigartig war, weil es sowohl Zuckerhydrolase-, als auch Mononukleotidasewirksamkeit hat (13; 14). Eine spätere Studie durch Burns und Beacham (15) zeigte eine Nukleotidsequenzanalyse und N-terminale Proteinsequenz des reifen E. coli 5'-Nukleotidasegens ushA. Basierend auf der Proteinsequenz und der DNA-Gensequenz enthält das UshA-Protein eine Signalsequenz, welche in dem reifen Protein proteolytisch entfernt wird. Das vorhergesehene Molekulargewicht des reifen Proteins beträgt 58 kD.one the early one Reports that the E. coli 5'-nucleotidase protein investigate, suggesting that it is in the periplasmic space the cellular Membrane was and that this protein was unique, because it has both sugar hydrolase and mononucleotide activity (13; 14). A later one Study by Burns and Beacham (15) showed a nucleotide sequence analysis and N-terminal protein sequence of the mature E. coli 5'-nucleotidase gene ushA. Based on the protein sequence and the DNA gene sequence contains the UshA protein a signal sequence which proteolytically removes in the mature protein becomes. The anticipated molecular weight of the mature protein is 58 kD.

Marine leuchtende Vibrio und Photobacterium Stämme enthalten ein Membran-gebundenes spezifisches 5'-Nukleotidaseenzym (16). Das halophile marine Bakterium Vibrio parahaemolyticus kodiert für ein 5'-Nukleotidasegen mit der Bezeichnung nutA (17). Das nutA-Gen ist kloniert, sequenziert und in E. coli exprimiert worden. Das 5'-Nukleotidaseenzym kann ein Lipoprotein, insertiert in die äußere Membran sein. 5'-Nukleotidasewirksamkeit ist auch in gram-positivem Bakterium Bacillus subtilis nachgewiesen worden (18).marine Luminescent Vibrio and Photobacterium strains contain a membrane-bound specific 5'-nucleotidase enzyme (16). The halophilic marine bacterium Vibrio parahaemolyticus encodes for a 5'-nucleotidase gene with the name nutA (17). The nutA gene is cloned, sequenced and expressed in E. coli. The 5'-nucleotidase enzyme can be a lipoprotein, inserted into the outer membrane be. 5'-Nukleotidasewirksamkeit is also detected in gram-positive bacterium Bacillus subtilis been (18).

Aminosäurevergleichamino acid comparison

Ein Aminosäurevergleich von Rattenleber 5'-Nukleotidase, E. coli 5'-Nukleotidase (UshA) und 2',3'-zyklischer Phosphodiesterase zeigte eine Region von auffallender Homologie, was darauf hinwies, dass diese Domaine bei der katalytischen Wirksamkeit und/oder Bindung von Substrat einbezogen sein kann (19). Ein weiterer Vergleich von verschiedenen 5'-Nukleotidasesequenzen, Ratte, Mensch, UshA, NutA und NucA offenbarte zwei sehr stark homologe Regionen. Diese Regionen erstrecken sich über Aminosäuren 119–152 der NucA-Sequenz von SEQ ID Nr. 2. Zum Beispiel ist die vollständige Homologie der NucA Aminosäuresequenz mit der humanen Nukleotidase-Aminosäuresequenz bei Resten 124–130 und 148–151 von SEQ ID Nr. 2 vorhanden. Obwohl der Gesamtgrad der Homologie zwischen NucA und humanen Nukleotidaseproteinen sehr klein und hauptsächlich auf diese oben beschriebenen Regionen mit vier oder mehr aufeinander folgenden homologen Aminosäuren beschränkt ist, sollte Deletion von einer oder beider dieser Re gionen jede potentielle immune Kreuz-Reaktivität eines Impfstoffs verringern, der das NucA-Protein enthält.An amino acid comparison of rat liver 5'-nucleotidase, E. coli 5'-nucleotidase (UshA), and 2 ', 3'-cyclic phosphodiesterase revealed a region of striking homology, indicating that this domain was involved in catalytic activity and / or binding may be involved by substrate (19). Further comparison of different 5'-nucleotidase sequences, rat, human, UshA, NutA and NucA revealed two very highly homologous regions. These regions span amino acids 119-152 of the NucA sequence of SEQ ID NO: 2. For example, complete homology of the NucA amino acid sequence with the human nucleotidase amino acid sequence is present at residues 124-130 and 148-151 of SEQ ID NO: 2. Although the overall degree of homology between NucA and human nucleotidase proteins is very small and limited primarily to those regions described above having four or more contiguous homologous amino acids, deletion of either or both of these regions should diminish any potential immune cross-reactivity of a vaccine contains the NucA protein.

5'-Nukleosid-Abgabetest5'-nucleoside Delivery Test

Eine Proteinsuche wurde durch den NCBI BLAST E-mail Service unter Verwendung der nucA Gensequenz durchgeführt. Die Suche wies auf etwas begrenzte Aminosäure-Homologie mit bekannten 5'-Nukleotidase-Vorläufern quer durch Arten hin, also Mensch, Ratte und E. coli. Ein Lipman-Pearson Protein-Abgleich (DNAStars) wurde durch Vergleichen von NucA-Protein mit Nukleotidaseprotein von Ratten durchgeführt. Ein 33,0 Ähnlichkeitsindex wurde bestimmt, welcher NucA (Aminosäuren 36–333) mit Ratten-Nukleotidase (Aminosäuren 30–329) verglich. Ein anfänglicher 5'-Nukleosid-Abgabetest wurde unter Verwendung von Ratten 5'-Nukleotidase-Umsetzungsbedingungen wie durch Ikehara et al. beschrieben (20) durchgeführt, um zu bestimmen, ob das NucA-Protein 5'-Nukleotidasewirksamkeit besitzt.A Protein search was performed by the NCBI BLAST e-mail service the nucA gene sequence performed. The search pointed to somewhat limited amino acid homology with known ones Transverse 5'-nucleotidase precursors through species, ie humans, rats and E. coli. A Lipman-Pearson Protein alignment (DNAStars) was determined by comparing NucA protein with rat nucleotidase protein. A 33.0 similarity index was determined which NucA (amino acids 36-333) with rat nucleotidase (Amino acids 30-329) compared. An initial one 5'-nucleoside Delivery Test using rat 5'-nucleotidase reaction conditions as described by Ikehara et al. described (20) performed to to determine if the NucA protein possesses 5'-nucleotidase activity.

Ein 5'-Nukleotid wie AMP ist ein polares Substrat, welches nicht an einer TLC-Platte migrieren wird, wenn ein Lösungsmittel wie Methanol/Chloroform zugegeben wird. Eine Nukleotidase wird sich von der Phosphatgruppe abspalten und das Adenosin hinterlassen, welches weniger polar ist. Adenosin wird auf der Platte in Gegenwart von Methanol/Chloroform migrieren. So bedeutet ein TLC-Fleck, welcher migrierte, dass das AMP durch eine Nukleotidase gespalten worden ist.One 5'-nucleotide like AMP is a polar substrate which is not attached to a TLC plate will migrate if a solvent as methanol / chloroform is added. A nucleotidase will become split off from the phosphate group and leave the adenosine, which is less polar. Adenosine is present on the plate migrate from methanol / chloroform. So a TLC spot means which one migrated that the AMP has been cleaved by a nucleotidase is.

Ein Zehntel eines ml von NTHi P860295 Zellen wurde zentrifugiert, mit PBS-Puffer gewaschen und mit 10 μl PBS resuspendiert. Gereinigte rNucA und nNucA-Proteinkonzentrationen waren bei 200 μg/ml. 5'-Nukleotidaseumsetzungen (100 μl) wurden in 1,5 ml Eppendorf-Röhren durchgeführt, welche jeweils 0,1 M Tris-HCl, pH 7,5, 5 mM MgCl2, 0,1 M KCl, 5 mM AMP mit oder ohne zugegebene Zellen oder Protein enthielten. Jede Röhre wurde bei 37°C für 60 Minuten inkubiert. Zwei μl der Umsetzung wurden auf eine Silica-TLC Fluoreszenzplatte gekleckst und mit 20% Methanol in Chloroform eluiert. Die Platte wurde dann unter Verwendung einer Kurzwellen 254 nm UV-Quelle betrachtet. Wie in 13 gezeigt, wiesen sowohl das rekombinante und native gereinigte NucA-Protein, als auch P860295 Zellen 5'-Nukleotidasewirksamkeit auf.One-tenth of one ml of NTHi P860295 cells was centrifuged, washed with PBS buffer and resuspended with 10 μl of PBS. Purified rNucA and nNucA protein concentrations were at 200 μg / ml. 5 'nucleotidase reactions (100 μl) were performed in 1.5 ml Eppendorf tubes containing 0.1 M Tris-HCl, pH 7.5, 5 mM MgCl 2 , 0.1 M KCl, 5 mM AMP with or without added cells or protein. Each tube was incubated at 37 ° C for 60 minutes. Two μl of the reaction was spotted on a silica TLC fluorescent plate and eluted with 20% methanol in chloroform. The plate was then viewed using a short wave 254 nm UV source. As in 13 both the recombinant and native purified NucA protein and P860295 cells exhibited 5'-nucleotidase activity.

Phosphat-AbgabetestPhosphate Delivery Test

In einem quantitativeren 5-Nukleotidasetest wurde anorgani sche Phosphatase, abgegeben bei Hydrolyse von 5'-Nukleotiden, kolorimetrisch unter Verwendung einer Modifikation des Verfahrens von Chen et al. (21) bestimmt. Umsetzungsgemische enthielten 100 mM Tris-HCl (pH 9,0), 6,6 mM MgCl2, 1,65 mM 5'-AMP (oder anderes Nukleotidsubstrat) und Enzym in einem Endvolumen von 750 μl. Das Umsetzungsgemisch wurde bei 37°C für 30 Minuten inkubiert und die Umsetzung mit der Zugabe von 250 μl von 20% TCA gestoppt. Kontrollen wurden für jede Umsetzung laufen gelassen, bei welcher Enzym nach der Zugabe von 20% TCA zugegeben wurde. Ausgefälltes Protein wurde durch Zentrifugation entfernt und 200 μl Flüssigkeitsüberstand wurden in eine frische Teströhre abgezogen. Einhundert Mikroliter von 1,0 N HCl wurden zugegeben, gefolgt von der Zugabe von 750 μl Ammoniummolybdat-Reagens (3,0 ml 10% Ascorbinsäure plus 18 ml 3, 4 mM Ammoniummolybdat in 1 N H2SO4) und das Gemisch wurde bei 37°C für 30 Minuten inkubiert. Nach Erlauben der Röhren, sich auf Raumtemperatur abzukühlen, wurde die Extinktion bei 650 nm bestimmt. Eine Einheit aus 5'-Nukleotidasewirksamkeit wird als die Menge an Enzym definiert, welche eine Extinktionsveränderung von 1,0 bei 650 nm Min–1 bei 37°C ergibt.In a more quantitative 5-nucleotidase assay, inorganic phosphatase released upon hydrolysis of 5'-nucleotides was determined colorimetrically using a modification of the method of Chen et al. (21) determined. Reaction mixtures contained 100 mM Tris-HCl (pH 9.0), 6.6 mM MgCl 2 , 1.65 mM 5'-AMP (or other nucleotide substrate) and enzyme in a final volume of 750 μl. The reaction mixture was incubated at 37 ° C for 30 minutes and the reaction stopped with the addition of 250 μl of 20% TCA. Controls were run for each reaction in which enzyme was added after the addition of 20% TCA. Precipitated protein was removed by centrifugation and 200 μl of supernatant was withdrawn into a fresh test tube. One hundred microliters of 1.0 N HCl was added, followed by the addition of 750 μl of ammonium molybdate reagent (3.0 ml of 10% ascorbic acid plus 18 ml of 3, 4 mM ammonium molybdate in 1 NH 2 SO 4 ), and the mixture became 37 ° C for 30 minutes. After allowing the tubes to cool to room temperature, the absorbance at 650 nm was determined. One unit of 5'-nucleotidase activity is defined as the amount of enzyme which gives an absorbance change of 1.0 at 650 nm min -1 at 37 ° C.

PH OptimumPH Optimum

Der optimale pH für die Hydrolyse von 5'-AMP wurde zwischen 8,5 und 9,0 gefunden (Daten werden nicht gezeigt); jedoch wurden pHs über 9,0 nicht untersucht.Of the optimal pH for the hydrolysis of 5'-AMP was found between 8.5 and 9.0 (data not shown); however, pHs were over 9.0 not studied.

Wirkung von Mg++ Effect of Mg ++

Von zweiwertigen Kationen, insbesondere Mg++, ist gezeigt worden, dass sie stimulieren oder in einigen Fällen eine absolute Anforderung für 5'-Nukleotidasewirksamkeit in sowohl prokaryotischen, als auch eukaryotischen Systemen sind (16). Vom rNucA-Protein wurde ebenfalls gezeigt, dass es durch die Zugabe von MgCl2 stimuliert wurde. Die Zugabe von bis zu 6,6 mM MgCl2 ergibt eine annähernd 2-fache Stimulation von enzymatischer Wirksamkeit (Daten werden nicht gezeigt).Divalent cations, particularly Mg ++ , have been shown to stimulate or, in some cases, to be an absolute requirement for 5'-nucleotidase activity in both prokaryotic and eukaryotic systems (16). The rNucA protein was also shown to be stimulated by the addition of MgCl 2 . The addition of up to 6.6 mM MgCl 2 gives approximately 2-fold stimulation of enzymatic activity (data not shown).

Substrat-SpezifizitätSubstrate specificity

Von der rNucA 5'-Nukleotidase wurde gezeigt, dass sie ein relativ breites Substrat-spezifisches Profil aufweist. Vom Enzym wurde gezeigt, dass es eine Vielfalt an 5'-Mono-, Di- und Triphosphat-Nukleotiden zusätzlich zu 5'-AMP hydrolysiert. Bei allen untersuchten Nukleotiden schien das Monophosphat-Nukleotid das bevorzugte Substrat zu sein, außer im Fall von Uridin, wo UTP gegenüber UMP oder UDP bevorzugt wurde. Die rNucA 5'-Nukleotidase schien für 5'-Nukleotide spezifisch zu sein, da sie keine Wirksamkeit bei 3'-AMP zeigte (Daten werden nicht gezeigt).From the rNucA 5'-nucleotidase has been shown to be a relatively broad substrate-specific Profile. The enzyme has been shown to be a variety at 5'-mono-, di- and triphosphate nucleotides in addition hydrolyzed to 5'-AMP. For all nucleotides studied, the monophosphate nucleotide appeared to be the preferred substrate, except in the case of uridine, where UTP across from UMP or UDP was preferred. The rNucA 5'-nucleotidase appeared specific for 5'-nucleotides because it did not show efficacy in 3'-AMP (data not shown).

Phosphatase-TestPhosphatase Test

Ein Phosphatase-Test wurde durchgeführt, um zu bestimmen, ob das NucA-Protein nicht-spezifische hydrolysierende Wirksamkeit zusätzlich zu seiner spezifischen 5'-Nukleotidasewirksamkeit besitzt. Phosphatase wurde unter Verwendung von p-Nitrophenylphosphat (PNPP) als Substrat getestet. Umsetzungsgemische (Endvolumen 750 μl) enthielten 100 mM Tris-HCl (pH 9,0), 25 mM PNPP und rNucA. Das Umsetzungsgemisch wurde bei 37°C für 30 Minuten inkubiert und die Umsetzung durch Platzieren der Röhren auf Eis gestoppt. Die Extinktion bei 410 nm wurde bestimmt. Rekombinante NucA hatte keine nachweisbare Wirksamkeit bei PNPP (Daten werden nicht gezeigt). Dies weist darauf hin, dass NucA eine Nukleotidase ohne Phosphatasewirksamkeit ist. Im Gegensatz dazu hat E. coli UshA Phosphatasewirksamkeit zusätzlich zu seiner bekannten Nukleotidasewirksamkeit (13; 14).One Phosphatase test was performed to determine if the NucA protein is non-specific hydrolyzing Effectiveness in addition to its specific 5'-nucleotidase activity has. Phosphatase was synthesized using p-nitrophenyl phosphate (PNPP) tested as a substrate. Reaction mixtures (final volume 750 μl) contained 100mM Tris-HCl (pH 9.0), 25mM PNPP and rNucA. The reaction mixture was at 37 ° C for 30 Incubated for minutes and the reaction by placing the tubes on Ice stopped. The absorbance at 410 nm was determined. recombinant NucA had no detectable potency in PNPP (data Not shown). This indicates that NucA is a nucleotidase without phosphatase activity. In contrast, E. coli UshA Phosphatase activity in addition to its known nucleotidase activity (13; 14).

Beispiel 6Example 6

Monoklonale Antikörperhemmung von rNucA 5'-NukleotidaseMonoclonal antibody inhibition of rNucA 5'-nucleotidase

Monoklonale Antikörper (MAb) Nt63-34-25, gezogen zu gereinigtem nNucA-Protein, wie in Beispiel 7 unten gezeigt, wurde bezüglich seiner Fähigkeit getestet, die enzymatische Wirksamkeit von rNucA zu hemmen und/oder auszufällen. Von MAb Nt63-34-25 ist gezeigt worden, dass es mit rNucA, als auch nNucA kreuz-reagiert (Daten werden nicht gezeigt). Hemmung oder Ausfällung von Enzymwirksamkeit durch das Anti-nNucA MAb würde bestätigen, dass das rNucA-Protein tatsächlich eine 5'-Nukleotidase ist. Steigende Konzentrationen an MAb (0, 2,5, 5, 10 und 20 μl) wurden über Nacht bei 4°C mit gereinigtem rNucA-Protein inkubiert. Eine identische Folge wurde aufgestellt, welche ebenfalls 50 μl an Protein-A Perlen (Pierce) zusätzlich zu rNucA-Protein und MAb enthielt, um Immunausfällung zu erleichtern. Die Gemische wurden zentrifugiert und die Flüssigkeitsüberstände wurden nachfolgend auf 5'-Nukleotidasewirksamkeit unter Verwendung des Phosphat-Abgabetests wie oben beschrieben getestet. Prozentuale Wirksamkeit, bezogen auf die Kontrolle, welche kein MAb enthielt, wurde errechnet. 14 zeigt, dass die 5'-Nukleotidasewirksamkeit gehemmt wurde, als die Konzentration von MAb Nt63-34-25 erhöht wurde. Die Zugabe von 10 μl MAb ergab etwa 25% Hemmung von Enzymwirksamkeit, während die Zugabe von 20 μl etwa 45% Hemmung aufwies. Die Wirkung des MAb wird verstärkt, falls Protein-A Perlen zugegeben werden, um Immunausfällung des rNucA-Proteins zu erleichtern. In Gegenwart von Protein-A Perlen ergab die Zugabe von 10 μl MAb eine etwa 60% Abnahme der 5'-Nukleotidasewirksamkeit, während die Zugabe von 20 μl etwa 80% Hemmung aufwies. Vollständige Hemmung von 5'-Nukleotidasewirksamkeit wurde mit höheren Konzentrationen von MAb NT63-34-25 erreicht (Daten werden nicht gezeigt). Diese Daten bestätigen, dass das rNucA-Protein tatsächlich eine 5'-Nukleotidase ist.Monoclonal antibody (MAb) Nt63-34-25 grown to purified nNucA protein as shown in Example 7 below was tested for its ability to inhibit and / or precipitate the enzymatic activity of rNucA. MAb Nt63-34-25 has been shown to cross-react with rNucA as well as nNucA (data not shown). Inhibition or precipitation of enzyme activity by the anti-nNucA MAb would confirm that the rNucA protein is indeed a 5'-nucleotidase. Increasing concentrations of MAb (0, 2.5, 5, 10 and 20 μl) were incubated overnight at 4 ° C with purified rNucA protein. An identical sequence was set up which also contained 50 μl of protein A beads (Pierce) in addition to rNucA protein and MAb to facilitate immunoprecipitation. The mixtures were centrifuged and the supernatants were subsequently tested for 5'-nucleotidase activity using the phosphate release assay as described above. Percent efficacy relative to the control which did not contain MAb was calculated. 14 shows that 5'-nucleotidase activity was inhibited when the concentration of MAb Nt63-34-25 was increased. The addition of 10 μl of MAb gave about 25% inhibition of enzyme activity, while the addition of 20 μl had about 45% inhibition. The effect of MAb is enhanced if protein A beads are added to facilitate immunoprecipitation of the rNucA protein. In the presence of protein A beads, the addition of 10 μl of MAb resulted in about a 60% decrease in 5'-nucleotidase activity, while the addition of 20 μl had about 80% inhibition. Complete inhibition of 5'-nucleotidase activity was achieved with higher concentrations of MAb NT63-34-25 (data not shown). These data confirm that the rNucA protein is indeed a 5'-nucleotidase.

Beispiel 7Example 7

Erzeugung von Antikörpern und Tierstudien-Herstellung von Hybridomen für monoklonale AntikörperGeneration of antibodies and Animal studies-Preparation of hybridomas for monoclonal antibodies

Gereinigte NucA-Proteinpräparate wie oben beschrieben wurden beim Immunisieren von Mäusen zur Erzeugung von monoklonalen Antikörpern verwendet. Weibliche, acht Wochen alte BALB/c Mäuse wurden intraperitoneal drei Mal in einem Zeitraum von vier Wochen (Woche 0, 2, 4) mit 5 μg NucA-Protein, gereinigt aus dem NTHi-Stamm P860295 und 25 μg von MPLTM Adjuvans in 0,1 ml Dosis inokuliert. Zwei getrennte Fusionsverfahren wurden durchgeführt. Die erste Fusion fand nach einer Ruhezeit von drei Monaten unter Verwendung einer intraperitonealen (IP) Verstärker-Dosis von 0,5 μg NucA-Protein statt; die zweite Fusion fand nach einer Ruhezeit von vier Monaten unter Verwendung einer IP Verstärker-Dosis von 5 μg NucA-Protein auf gleichem Weg statt. Während der Immunisierung und der Ruhezeit wurden Mausseren erhalten (Woche 0, 6) und bezüglich Antikörperwirksamkeit durch ELISA unter Verwendung von NucA-Protein als das auftragende Antigen getestet.Purified NucA protein preparations as described above were used in immunizing mice to produce monoclonal antibodies. Female, eight week old BALB / c mice were intraperitoneally three times over a four week period (week 0, 2, 4) with 5 μg NucA protein purified from NTHi strain P860295 and 25 μg of MPL adjuvant in 0 , 1 ml dose inoculated. Two separate fusion procedures were performed. The first fusion occurred after a resting period of three months using an intraperitoneal (IP) enhancer dose of 0.5 μg NucA protein; the second fusion took place in the same way after a rest period of four months using an IP amplifier dose of 5 μg NucA protein. During immunization and resting period, mouse sera were obtained (week 0, 6) and tested for antibody efficacy by ELISA using NucA protein as the applying antigen.

Für beide Fusionen wurde die Milz von zwei immunisierten Mäusen etwa 72 Stunden nach der letzten Injektion gewonnen und wurde mit nicht-sekretierenden X63Ag8.653 Maus (BALB/c) Myelom-Zellen in 7 : 1 oder 5 : 1 Verhältnissen (Splenocyten : Myelom) jeweils für erste und zweite Fusion kombiniert. Die Zellen wurden für vier Minuten in 50% (Gew./Gew.) Polyethylenglycol 1500 und 10% Dimethylsulfoxid in Dulbecco's modifiziertem Eagle-Medium (D-MEM) fusioniert. Die fusionierten Zellen wurden in Selekti onsmedium, D-MEM, ergänzt durch Hypoxanthin, Aminopterin, Thymidin, 10% fötales Rinderserum und 10% NCTC-109 Medienergänzung (Gibco-BRL) verdünnt. Die Fusionswirksamkeiten (Mulden mit Koloniewachstum gegenüber Anzahl an besäten Mulden) betrugen 26,4% (119/450), bzw. 76,4% (346/450). Die Reaktivität wurde durch SDS-PAGE Western-Blot, Dot-Blots und ELISAs unter Verwendung des NucA-Proteins und ganzer Zellen bewertet. Positive Reaktoren wurden identifiziert, als 1–25 bezeichnet, als Nt63 (erste Fusion) oder Nt63/2 (zweite Fusion) kodiert und für weitere Kennzeichnung aufbewahrt.For both Fusions were made to the spleen of two immunized mice about 72 hours after the won last injection and was treated with non-secreting X63Ag8.653 Mouse (BALB / c) myeloma cells in 7: 1 or 5: 1 ratios (Splenocytes: myeloma) respectively for combined first and second merger. The cells were left for four minutes in 50% (w / w) polyethylene glycol 1500 and 10% dimethyl sulfoxide in Dulbecco's modified Eagle's medium (D-MEM) fused. The fused cells were in selection medium, D-MEM by hypoxanthine, aminopterin, thymidine, 10% fetal bovine serum and 10% NCTC-109 media supplement (Gibco-BRL). The merger efficiencies (wells with colony growth versus number of seeded Troughs) were 26.4% (119/450), or 76.4% (346/450). The reactivity was by SDS-PAGE Western Blot, dot blots and ELISAs using of the NucA protein and whole cells. Positive reactors were identified as 1-25 denoted as Nt63 (first fusion) or Nt63 / 2 (second fusion) and for further identification kept.

Ausgewählte Hybridomen von Interesse wurden einmal durch limitierendes Verdünnungsverfahren subkloniert. Monoklonale Antikörper wurden als Gewebekultur-Flüssigkeitsüberstand (TCS) vorgesehen, durch 50% gesättigte Ammoniumsulfat-Ausfällung (SAS-TCS) oder Ascites konzentriert.Selected hybridomas of interest were subcloned once by limiting dilution procedure. Monoclonal antibodies were used as tissue culture fluid supernatant (TCS) provided by 50% saturated Ammonium sulfate precipitation (SAS-TCS) or ascites concentrated.

Erzeugung von polyklonalen Serengeneration of polyclonal serums

Polyklonale Seren wurden in New Zealand weißen Kaninchen erzeugt. Sechs Kaninchen wurde bezüglich Hintergrund-Titer unter Verwendung von P860295 Ganzzellen ELISA gescreent. Zwei Kaninchen mit den niedrigsten Titern wurden für Immunisierung mit nNucA-Protein bei 25 μg pro Dosis plus 25 μg MPLTM in Kochsalzlösung bei Wochen 0, 4 und 8 ausgewählt. Die Kaninchen wurden bei Woche 10 ausgeblutet. Protein wurde wie oben beschrieben gereinigt und an einem 12% SDS-PAGE Gel laufen gelassen, um die Reinheit von seinen annähernd 90% Grad zu erhöhen. Das 63 kD Band wurde aus dem Coomasie-gefärbten Gel ausgeschnitten und in Folge durch 18G, 20G und 22G Nadeln passiert. Das Adjuvans MPLTM in 0,9% Kochsalzlösung wurde zugegeben und 0,2 ml wurden in Kaninchen injiziert. Die polyklonalen Seren ergaben einen hohen Hintergrund in Kolonie-Blots, selbst nach Absorption auf XL1-Blue MRF', Y1090R', Y1089R' und Y1088 Zellen.Polyclonal sera were generated in New Zealand white rabbits. Six rabbits were screened for background titers using P860295 whole cell ELISA. Two rabbits with the lowest titers were selected for immunization with nNucA protein at 25 μg per dose plus 25 μg MPL in saline at weeks 0, 4 and 8. The rabbits were bled at week 10. Protein was purified as described above and run on a 12% SDS-PAGE gel to increase the purity of its approximately 90% degree. The 63 kD band was excised from the coomasie-stained gel and passed in succession through 18G, 20G and 22G needles. The adjuvant MPL in 0.9% saline was added and 0.2 ml was injected into rabbits. The polyclonal sera gave high background in colony blots, even after absorption on XL1-Blue MRF ', Y1090R', Y1089R 'and Y1088 cells.

Immunogenizitätsstudienimmunogenicity

Immunogenizitätsstudien, durchgeführt an nNucA und rNucA werden in Tabellen 2–6 unten zusammengefasst. Gepoolte Seren wurden bezüglich Antikörper-Titer zu nNucA und/oder rNucA, Ganzzellen-Titer zu mehreren heterologen NTHi-Stämmen und ebenfalls bakterizide Titer zu hauptsächlich P861454 getestet.immunogenicity, carried out nNucA and rNucA are summarized in Tables 2-6 below. pooled Sera were re Antibody titers to nNucA and / or rNucA, whole cell titers to several heterologous NTHi strains and also bactericidal titers to mainly P861454 tested.

Tabelle 2 stellt die Dosierungen dar, die in den Immunogenizitätsstudien verwendet wurden.table Figure 2 illustrates the dosages used in the immunogenicity studies were used.

Figure 00480001
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Figure 00490001
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Tabelle 3 stellt eine Zusammenstellung von Ganzzellen (WC) ELISA Daten aus Studien Nr. 1 und 3 dar.table 3 presents a compilation of whole cell (WC) ELISA data Studies Nos. 1 and 3.

Tabelle 4 stellt WC ELISA Daten aus Studie Nr. 2 dar, einschließlich Subtypisierung der IgG-Antikörperklasse.table Figure 4 depicts WC ELISA data from study # 2, including subtyping the IgG antibody class.

Tabelle 5 stellt bakterizide Daten aus Studien Nr. 1, 2 und 3 dar. Bakterizide Titer für Studie Nr. 3 waren ein Durchschnitt von zwei Tests, außer für Gruppe N755. Immunogenizitätsstudie Nr. 1 zeigte, dass das nNucA-Protein das Potential hat, ein Impfstoffkandidat zu sein. Siehe Tabellen 3 und 5. Es zeigte erhöhte Ganzzellen-Titer zu allen heterologen Stämmen, welche zu der Zeit getestet wurden. Noch wichtiger zeigte es bakterizide Wirksamkeit für zwei von vier getesteten heterologen Stämmen (Tabelle 5). Studien Nr. 2 und 3 wiederholten die Ganzzellen-Daten. Siehe Tabellen 3 und 4. Bakterielle Wirksamkeit von diesen Seren wurde für zwei heterologe Stämme gezeigt (Daten für Stamm P861454 werden in Tabelle 5 gezeigt). Drei weitere Stämme wurden versucht, aber aufgrund technischer Schwierigkeiten konnten keine Daten berichtet werden.table Figure 5 illustrates bactericidal data from Studies Nos. 1, 2 and 3. Bactericides Titers for Study # 3 was an average of two tests, except for group N755. Immunogenicity # 1 showed that the nNucA protein has the potential to be a vaccine candidate to be. See Tables 3 and 5. It showed elevated whole cell titers to all heterologous strains, which were tested at the time. More importantly it showed bactericidal Effectiveness for two out of four heterologous strains tested (Table 5). Studies No. 2 and 3 repeated the whole cell data. See Tables 3 and 4. Bacterial activity of these sera was heterologous for two strains shown (data for Strain P861454 are shown in Table 5). Three more strains were tried, but due to technical difficulties could not Data are reported.

Tabelle 6 stellt Antikörper ELISA Titer aus diesen drei Studien dar.table 6 represents antibodies ELISA titers from these three studies.

Figure 00510001
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Tabelle 4 Ganzzellen ELISA an Woche 6 Seren Studie Nr. 2 ELISA für IgG Endpunkt = 0,1

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Table 4 Whole cell ELISA on week 6 sera Study # 2 ELISA for IgG endpoint = 0.1
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Verwendeter Standard (std) waren gepoolte Woche 8 Mausseren von E951, immunisiert mit Gesamt-OMP von P8602955.used Standard (std) were pooled week 8 mouse sera from E951, immunized with total OMP from P8602955.

IgG-Subtyp für TN106

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IgG subtype for TN106
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Figure 00540001
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Figure 00550001
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Die Ergebnisse der in Tabellen 2–6 dargestellten Daten werden nun präsentiert werden.The Results of Tables 2-6 presented data will now be presented.

Studie Nr. 1Study No. 1

Studie Nr. 1 wurde mit nNucA-Protein durchgeführt, isoliert und gereinigt wie in Beispiel 1 beschrieben. Vier Gruppen von Swiss-Webster Mäusen, fünf Mäuse pro Gruppe, wurden mit entweder 1, 5, 10 oder 20 μg nNucA pro Maus bei Wochen 0, 4, 6 und 8 immunisiert. Der verwendete Hilfsstoff war MPLTM, 50 μg pro Dosis. Antikörper zu nNucA und Ganzzellen-Titer zum homologen P860295 NTHi-Stamm wurden an gepoolten Seren aus allen Blutungen erhalten. Daten für Wochen 0 und 8 werden gezeigt (Tabellen 3 und 6). Ganzzellen-Titer an heterologen Stämmen und bakterizide Titer wurden an Gruppe E548 erhalten, die 5 μg Dosierungsgruppe, welche die höchsten Ganzzellen-Titer zum homologen P860295 Stamm an sowohl Wochen 6 (Daten nicht gezeigt), als auch 8 (Tabelle 3) ergaben. Nach der zweiten Immunisierung wurden sowohl Ganzzellen, als auch gereinigte Protein ELISA Titer verstärkt, verglichen mit den anfänglichen Blutungen (Daten nicht gezeigt). Zwei- bis dreifache Verstärkung wurden ebenfalls nach der dritten Immunisierung beobachtet, außer für die 10 μg Dosierung, welche eine 13-fache Erhöhung beim ELISA Titer zeigte. Das nNucA-Protein löste hohe Ganzzellen ELISA Titer gegenüber acht heterologen NTHi klinischen Isolaten aus (Tabelle 3), und zeigte bewahrte, Oberflächen-exponierte Epitope. Aus dieser Studie wurden 5 μg als die bevorzugte Immunisierungsdosis für weitere Versuche ausgewählt. Ein bakterizider Test wurde unter Verwendung von Seren aus der 5 μg Dosis (E548) an vier heterologen NTHi-Stämmen durchgeführt. Ein signifikanter bakterizider Titer wird als vierfacher Anstieg gegenüber Vor-Immungraden erwogen. Signifikante bakterizide Wirksamkeit wurde gegenüber dem homologen P860295 Stamm nachgewiesen, als auch für die heterologen NTHi-Isolate P810384 und N830161E. Der Titer gegen Stamm P861454 kann signifikant sein, konnte in diesem Test aber nicht bestimmt werden, da die niedrigste getestete Verdünnung 1 : 5 war und die Vor-Immun Seren keine Wirksamkeit bei diesem Grad hatten (Tabelle 5).Study # 1 was performed with nNucA protein, isolated and purified as described in Example 1. Four groups of Swiss-Webster mice, five mice per group, were immunized with either 1, 5, 10 or 20 μg nNucA per mouse at weeks 0, 4, 6 and 8. The adjuvant used was MPL , 50 μg per dose. Antibodies to nNucA and whole cell titers to the homologous P860295 NTHi strain were obtained on pooled sera from all bleeds. Data for weeks 0 and 8 are shown (Tables 3 and 6). Whole cell titers to heterologous strains and bactericidal titers were obtained on group E548, the 5 μg dose group giving the highest whole cell titers to the homologous P860295 strain at both weeks 6 (data not shown) and 8 (Table 3). After the second immunization, both whole cell and purified protein ELISA titers were enhanced compared to the initial bleeding (data not shown). Two- to three-fold enhancement was also seen after the third immunization, except for the 10 μg dose, which showed a 13-fold increase in ELISA titer. The nNucA protein elicited high whole-cell ELISA titers against eight heterologous NTHi clinical isolates (Table 3) and demonstrated conserved, surface-exposed epitopes. From this study, 5 μg was chosen as the preferred immunization dose for further experiments. A bactericidal assay was performed using sera from the 5 μg dose (E548) on four heterologous NTHi strains. A significant bactericidal titer is considered a four-fold increase over pre-immunoads. Significant bactericidal activity was demonstrated over the homologous P860295 strain as well as for the heterologous NTHi isolates P810384 and N830161E. The titer against strain P861454 may be significant, but could not be determined in this assay because the lowest dilution tested was 1: 5 and the pre-immune sera had no efficacy at that level (Table 5).

Studie Nr. 2Study No. 2

Studie Nr. 2 wurde durchgeführt, um die Immunogenizität von nNucA mit rNucA, sowohl mit, als auch ohne Hilfsstoffe zu vergleichen. Zwei Hilfsstoffe wurden verglichen: MPLTM und StimulonTM QS-21. Fünf Balb/c Mäuse pro Gruppe wurden für diese Studien verwendet. Die NucA-Proteine, welche für diese Studien verwendet wurden, wurden gereinigt wie in Beispiel 4 beschrieben mit dem nNucA-Protein KSCN extrahiert von P860295. Mäuse wurden bei Wochen 0 und 4 immunisiert und bei Wochen 0, 4 und 6 bluten gelassen. Seren von Woche 0 und 6 Blutungen wurden für ELISA reaktive Antikörper gegenüber sowohl gereinigter nNucA, rNucA und ganzen NTHi-Zellen analysiert.Study No. 2 was performed to compare the immunogenicity of nNucA with rNucA, both with and without adjuvants. Two adjuvants were compared: MPL and Stimulon QS-21. Five Balb / c mice per group were used for these studies. The NucA proteins used for these studies were purified as described in Example 4 with the nNucA protein KSCN extracted from P860295. Mice were immunized at weeks 0 and 4 and bleed at weeks 0, 4 and 6. Sera from week 0 and 6 bleeds were analyzed for ELISA-reactive antibodies to both purified nNucA, rNucA and whole NTHi cells.

Die Ergebnisse werden in Tabellen 4 und 6 gezeigt. Die nNucA- und rNucA-Proteine waren in Abwesenheit von Hilfsstoffen nicht hochgradig immunogen. Beide Proteine lösten hohe ELISA Titer gegen sie selbst oder gegen die andere Form des Proteins aus, wenn sie mit einem der Hilfsstoffe verwendet wurden (Tabelle 6). Kein Unterschied wurde nachgewiesen, wenn entweder nNucA oder rNucA als das immunisierende Antigen verwendet wurde und die Seren auf jedes Protein reagierten. Es scheint somit, dass das rNucA Antikörper auslöst, die von den durch nNucA ausgelösten nicht unterscheidbar sind. Ganzzellen ELISA Titer für diese Antiseren werden in Tabelle 4 gezeigt. Insgesamt 16 H. influenzae klinische Isolate wurden unter Verwendung dieser Antiseren untersucht. Nur jene Gruppen, welche Hilfsstoffe enthielten, lösten Ganzzellen reaktive Antiseren mit hohem Titer aus. Die Antiseren waren weit kreuz-reaktiv quer durch die Stämme, was zeigte, dass sowohl gereinigte native, als auch rekombinante NucA bewahrte, Oberflächen-exponierte Epitope enthalten, welche Antikörper auslösen, wenn sie in Mäuse injiziert werden. Es wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen entweder Hilfsstoff oder Proteinkombination bei der Fähigkeit beobachtet, Oberflächen-reaktive Antikörper auszulösen. Gruppen ohne Hilfsstoff zeigten Hintergrundgrade von Oberflächen-reaktiven Antikörpern. Die Unterklassenverteilung der Antikörperantwort auf ein Isolat wurde bestimmt und die Ergebnisse in Tabelle 4 gezeigt. Die MPLTM-Gruppen scheinen eine gemischte IgG1, IgG2a/b Antwort zu haben, während das StimulonTM QS-21 unterstützte, native Protein eine hauptsächliche IgG1-Antwort war. Im Gegensatz dazu war die StimulonTM QS-21 rNucA Gruppe eine gemischte IgG1, IgG2a/b Antwort. Jedoch sind diese Antworten nur für einen Versuch und mögen das erwartete Unterklassenprofil für diese Hilfsstoffe in zusätzlichen Versuchen nicht repräsentieren.The results are shown in Tables 4 and 6. The nNucA and rNucA proteins were not highly immunogenic in the absence of excipients. Both proteins elicited high ELISA titers against themselves or against the other form of the protein when used with either adjuvant (Table 6). No difference was detected when either nNucA or rNucA was used as the immunizing antigen and the sera reacted to each protein. It thus appears that the rNucA elicits antibodies indistinguishable from those elicited by nNucA. Whole cell ELISA titres for these antisera are shown in Table 4. A total of 16 H. influenzae clinical isolates were examined using these antisera. Only those groups containing excipients elicited full-cell high titer reactive antisera. The antisera were widely cross-reactive across the strains, demonstrating that both purified native and recombinant NucA retained surface-exposed epitopes that elicit antibodies when injected into mice. No significant differences were observed between either adjuvant or protein combination in the ability to elicit surface-reactive antibodies. Non-excipient groups showed background levels of surface-reactive antibodies. The subclass distribution of the antibody response to an isolate was determined and the results shown in Table 4. The MPL groups appear to have a mixed IgG1, IgG2a / b response, while the Stimulon QS-21-assisted native protein was a major IgG1 response. In contrast, the Stimulon QS-21 rNucA group was a mixed IgG1, IgG2a / b response. However, these answers are only for one try and may not represent the expected subclass profile for these adjuvants in additional trials.

Studie Nr. 3Study No. 3

Studie Nr. 3 wurde durchgeführt, um auf rNucA-Dosisantwort bei Formulierung mit 50 μg MPLTM pro Dosis zu blicken und Seren für die in Tabelle 7 unten gezeigte Schutzstudie zu sammeln. Das rNucA und nNucA waren die gleichen Präparate wie für Studie Nr. 2. Drei Gruppen von jeweils 10 Mäusen wurden mit rNucA bei pro Dosis Mengen von 1 μg (Gruppe N710), 5 μg (Gruppe N711) oder 10 μg (Gruppe N71) immunisiert. Eine zusätzliche Gruppe von 20 Mäusen, N755 (etwa 10 Wochen alt anstelle von 6–8 Wochen) wurde später zu der Studie zugegeben, um extra Seren für die Schutzstudie vorzusehen. Eine fünfte Gruppe von 10 Mäusen, N713, wurde mit 5 μg nNucA immunisiert. Alle Dosen enthielten 50 μg MPLTM pro Dosis und Mäuse wurden bei Wochen 0, 4 und 8 immunisiert. Blut wurde nach Wochen 0, 4, 6 (nur N755), 8 und 10 abgenommen. Siehe Tabelle 2 für Dosierungen.Study # 3 was performed to look at rNucA dose response when formulated at 50 μg MPL per dose and to collect sera for the protection study shown in Table 7 below. The rNucA and nNucA were the same preparations as for study # 2. Three groups of 10 mice each were treated with rNucA at 1 μg per dose (group N710), 5 μg (group N711) or 10 μg (group N71). An additional group of 20 mice, N755 (approximately 10 weeks old instead of 6-8 weeks) was later added to the study to provide extra sera for the protection study. A fifth group of 10 mice, N713, was immunized with 5 μg nNucA. All doses contained 50 μg of MPL per dose and mice were immunized at weeks 0, 4 and 8. Blood was collected at weeks 0, 4, 6 (N755 only), 8 and 10. See Table 2 for dosages.

Die primäre Antwort, wie durch die IgG ELISA Titer für Woche 4 Seren (Daten nicht gezeigt) gezeigt, wird durch die Dosis von rNucA beeinflusst. Der niedrigste Titer wurde mit der niedrigsten rNucA-Dosis Gruppe erhalten. Ein zwei- bis dreifach höherer Titer wurde aus der 5 μg Dosis Gruppe erhalten. Der Titer für die 10 μg Dosis Gruppe war wiederum etwa das Zweifache dessen für die 5 μg Dosis. Ähnliche Titer wurden für sowohl die nNucA, als auch rNucA-Gruppen bei 5 μg Dosen erhalten. N755 ergab die höchste primäre Antwort, aber die niedrigste Verstärkung, etwa 45-fach nach der zweiten Dosis. Alle anderen Gruppen verstärkten etwa 200-fach nach der zweiten Dosis. Gruppen N710 und N755 verstärkten etwa zwei- bis dreifach nach der dritten Dosis; Gruppen N711, N712 und N713 fielen tatsächlich leicht ab. Alle Titer waren nach drei Immunisierungen vergleichbar. Siehe Tabelle 6.The primary Answer, as indicated by the IgG ELISA titer for week 4 sera (data not shown) is affected by the dose of rNucA. Of the lowest titer was obtained with the lowest rNucA dose group. A two to three times higher Titre was from the 5 μg Dose group received. The titer for the 10 μg dose group was again about twice that for the 5 μg Dose. Similar Titers were for both the nNucA and rNucA groups were obtained at 5 μg doses. N755 resulted the highest primary Answer, but the lowest gain, about 45 times after the second dose. All other groups increased about 200-fold after second dose. Groups N710 and N755 increased about two to three times after the third dose; Groups N711, N712 and N713 actually fell easily from. All titers were comparable after three immunizations. Please refer Table 6.

Alle Stämme bei einer 10 μg Dosis ergaben eine kleine primäre WC Antwort. DL208 und P861454 waren die einzigen beiden Stämme, die eine kleine primäre Antwort auf alle Gruppen ergaben. Alle Titer waren nach den zweiten und dritten Immunisierungen vergleichbar. N755 ergab eine höhere primäre Antwort bei DL208, P810384 und P861454 (was ebenfalls einen hohen Hintergrund hatte), aber die Titer waren wieder nach der zweiten und dritten Immunisierung vergleichbar. Jedoch zeigte das Bluten bei Woche 6 höhere und bei einigen Stämmen die höchsten Titer gegenüber Wochen 8 und 10 für Gruppe N755. Siehe Tabelle 3 für Ergeb nisse von Wochen 0 und 10.All strains at a 10 μg Dose gave a small primary WC answer. DL208 and P861454 were the only two strains that a small primary Answer to all groups resulted. All titers were after the second and third immunizations comparable. N755 gave a higher primary response for DL208, P810384 and P861454 (which also has a high background but the titers were again after the second and third Immunization comparable. However, bleeding showed at week 6 higher and with some tribes the highest Titer opposite Weeks 8 and 10 for Group N755. See Table 3 for results from weeks 0 and 10.

Hier wiederholten die Ergebnisse wieder jene der vorhergehenden Studien, welche die Kreuz-Reaktivität der Seren gegenüber allen getesteten Stämmen zeigten, selbst gegenüber dem verkapselten Typ b Eagan Stamm. Jedoch wurde ein definitiver Titer für Eagan nicht erhalten, womöglich aufgrund der Gegenwart der Kapsel, welche Zugangsmöglichkeit des Antigens an der Zelloberfläche gehemmt haben kann.Here the results repeated again those of previous studies, which the cross-reactivity opposite to the sera all strains tested showed, even opposite the encapsulated type b Eagan tribe. However, it became a definite one Titers for Eagan not received, possibly due to the presence of the capsule, what accessibility of the antigen on the cell surface may have inhibited.

Bakterizide Wirksamkeit der Antiseren von Studie Nr. 2 wurde gegenüber zwei NTHi-Stämmen, TN106 und P861454 bestimmt, beides heterologe Isolate bezogen auf die Quelle des nucA-Gens. Alle Seren außer der StimulonTM QS-21-rNucA Gruppe zeigten bakterizide Wirksamkeit gegenüber TN106. Ergebnisse des BC-Tests gegenüber P861454 werden in Tabelle 5 gezeigt. Die einzigen Gruppen, die einen signifikanten (> 4-fach Anstieg) bakteriziden Titer gegenüber P861451 zeigten, waren die MPLTM Gruppen N091 und N087. So waren entweder natives oder rekombinantes NucA-Protein, unterstützt durch MPLTM in der Lage, eine breit kreuz-reaktive Ganzzellen ELISA Antwort, hohe ELISA Titer gegen eines der Proteine und bakterizide Wirksamkeit gegen heterologe NTHi-Isolate auszulösen.Bactericidal activity of study # 2 antisera was determined against two NTHi strains, TN106 and P861454, both heterologous isolates relative to the source of the nucA gene. All sera except the Stimulon QS-21 rNucA group showed bactericidal activity against TN106. Results of the BC test against P861454 are shown in Table 5. The only groups that showed a significant (> 4-fold increase) bactericidal titer over P861451 were the MPL groups N091 and N087. Thus, either native or recombinant NucA protein, aided by MPL , was able to elicit a broadly cross-reactive whole cell ELISA response, high ELISA titres against any of the proteins and bactericidal activity against heterologous NTHi isolates.

Rattenjunge SchutzstudieRattenjunge protection study

Vier Tage alte Sprague-Dawley Ratten wurden zufällig in 10 Gruppen mit einer Mutter in jeder Gruppe von 10 Jungen aufgeteilt. Die Jungen wurden intraperitoneal (IP) wie in Tabelle 7 gezeigt immunisiert.Four Day old Sprague-Dawley rats were randomized into 10 groups with one Mother divided into each group of 10 boys. The boys were immunized intraperitoneally (IP) as shown in Table 7.

Figure 00600001
Figure 00600001

Gruppen P174 und P175 erhielten Anti-Seren von Kaninchen, immunisiert mit einem 16 kD NTHi-Protein mit der Bezeichnung P6 (auch bekannt als HiPAL oder PBOMP-1 (22)). Gruppe P176 erhielt einen monoklonalen Antikörper, gezogen gegen NTHi Polyribosyl-Ribitol-Phosphat (PRP). Gruppe P177 erhielt PCM-Puffer (10 mM NaPO4, pH 7,4, 150 mM NaCl 0,5 mM MgCl2, 0,15 mM CaCl2) als Pufferkontrolle. Alle Verdünnungen von Seren und Zellen wurden in PCM-Puffer durchgeführt. Etwa 23 Stunden später wurden sie IP mit 49,5 Organismen (0,1 ml) von virulentem H. influenzae Typ b, Eagan Stamm gechallenged. Dann, 20–24 Stunden Nach-Challenge, wurden die Rattenjungen bluten gelassen und für bakterielle Zählungen plattiert. Die Schwänze wurden eingeschnitten und 10 μl Blut mit einer P20 Rainin Pipetman aufgenommen und in 90 μl PCM-Puffer bei RT verdünnt. Verdünnungen wurden gewirbelt und bei 4°C gehalten, bis weitere Verdünnungen bereitet waren und 10 μl jeder Verdünnung wurden auf Schokolade-Agar doppelt plattiert. Platten wurden in 5% CO2 Inkubator bei 36,5°C über Nacht inkubiert. Die Ergebnisse der Schutzstudie werden in Tabelle 8 dargestellt:

Figure 00620001

  • 1 Geometrische Mittel der Titer (GMTs) basierten auf gleicher Gewichtung an allen zählbaren Platten.
  • 2 GMTs basierten auf höherer Gewichtung auf zählbaren niedrigeren Verdünnungen. Zählbare Platten waren < 500 cfu/Platte. Die Nachweisgrenze betrug 100 cfu/ml mit Plattieren von 10 μl der Verdünnung.
Groups P174 and P175 received rabbit anti-sera immunized with a 16kD NTHi protein designated P6 (also known as HiPAL or PBOMP-1 (22)). Group P176 received a monoclonal antibody raised against NTHi polyribosyl ribitol phosphate (PRP). Group P177 received PCM buffer (10 mM NaPO 4 , pH 7.4, 150 mM NaCl 0.5 mM MgCl 2 , 0.15 mM CaCl 2 ) as a buffer control. All dilutions of sera and cells were performed in PCM buffer. About 23 hours later, they were challenged IP with 49.5 organisms (0.1 ml) of virulent H. influenzae type b, Eagan strain. Then, 20-24 hours after challenge, the rat cubs were bled and plated for bacterial counts. The tails were cut and 10 μl of blood were picked up with a P20 Rainin Pipetman and diluted in 90 μl of PCM buffer at RT. Dilutions were vortexed and held at 4 ° C until further dilutions were prepared and 10 μl of each dilution was plated twice on chocolate agar. Plates were incubated in 5% CO 2 incubator at 36.5 ° C overnight. The results of the protection study are shown in Table 8:
Figure 00620001
  • 1 Geometric means of titers (GMTs) were based on equal weighting on all countable plates.
  • 2 GMTs were based on higher weighting at countable lower dilutions. Countable plates were <500 cfu / plate. The detection limit was 100 cfu / ml with plating of 10 μl of the dilution.

Platten für Gruppen P175 und P176 waren 0 bei der niedrigsten Verdünnung und können so irgendwo von 0–99 cfu/ml sein. Hier wurde eine Zahl, 50 cfu/ml zum Zweck der Berechnung vom geometrischen Mittel (GMT) zugewiesen.plates for groups P175 and P176 were 0 at the lowest dilution and can be anywhere from 0-99 cfu / ml be. Here was a number, 50 cfu / ml for the purpose of the calculation of assigned to geometric mean (GMT).

Platten, die zu zahlreich zum Zählen waren, selbst bei höchster Verdünnung, wurden ebenfalls Zahlen basierend auf
Schätzungen zugewiesen: > = 1000 cfu/Platte
>> = 2000 cfu/Platte
Rasen = 6000 cfu/Platte
Plates that were too numerous to count, even at the highest dilution, were also numbers based on
Estimates assigned:> = 1000 cfu / plate
>> = 2000 cfu / plate
Lawn = 6000 cfu / plate

p-Wert: Kruskal-Wallis ist ein konservativer p-Wert Test, welcher verwendet wird, wenn Probenwerte eine große Bandbreite abdecken. Er ist nicht so empfindlich gegenüber sehr großen Werten. P-Werte < 0,05 sind bei diesem Test statistisch signifikant.p-value: Kruskal-Wallis is a conservative p-value test that uses is when sample values a large Cover bandwidth. He is not that sensitive to much huge Values. P values are <0.05 statistically significant in this test.

Das Rattenjungen Tiermodell für Hib Meningitis zeigt die Fähigkeit von Antikörpern, Bakteriämie (und nachfolgend Tod) aufgrund von Hib zu verringern. Kaninchenseren im Allgemeinen ergeben etwas nicht-spezifische Immunität gegenüber Hib im Blut von Rattenjungen, wie gesehen werden kann, wenn die Woche 0 cfus der Maus und Kaninchen Antiseren verglichen werden. Das Modell verwendet somit vor-immune Kaninchenseren als negative Kontrolle für die immunen Kaninchenseren. Wie erwartet verringerten Kaninchen Kontroll-Antiseren gegenüber dem P6-Protein den GMT von Hib im Blut von Ratten von 300 auf 0,5 und zeigten somit verringerte Bakteriämie, wie auch der Maus monoklonale Antikörper gegenüber der PRP-Kapsel von Hib (Gruppe P176). Maus anti-rNucA-Seren bei einer Verdünnung von 1 : 2 verringern signifikant die Grade von Bakteriämie im Vergleich mit Woche 0 (vor-immun) Seren und zeigten ein positives Ergebnis in diesem Tiermodell und die Fähigkeit, eingekapseltes Hib zu opponieren. Diese Ergebnisse zeigen die Wirksamkeit der anti-rNucA Seren in diesem Modell und sein Impfstoffpotential gegenüber Haemophilus influenzae.The Rat young animal model for Hib meningitis shows the ability of antibodies, bacteremia (and subsequently death) due to Hib decrease. rabbit in general, give some non-specific immunity to Hib in the blood of rat cubs, as can be seen when the week 0 cfus of the mouse and rabbit antisera. The model thus uses pre-immune rabbit sera as a negative control for the immune rabbit sera. As expected, rabbits reduced control antisera across from the GMP of Hib in the blood of rats from 300 to 0.5 P6 protein and thus showed reduced bacteremia, as did the mouse monoclonal antibody across from the PRP capsule of Hib (group P176). Mouse anti-rNucA sera a dilution of 1: 2 significantly reduce the levels of bacteremia compared with week 0 (pre-immune) sera and showed a positive result in this animal model and the ability to encapsulated hib to oppose. These results show the effectiveness the anti-rNucA sera in this model and its vaccine potential across from Haemophilus influenzae.

Beispiel 8Example 8

Spezifität der nucA 420 bp SondeSpecificity of the nucA 420 bp probe

Die oben beschriebene 420 bp DNA-Sonde wurde bezüglich ihrer Spezifität beim Identifizieren von Haemophilus Arten getestet. Die Sonde wurde in Southern Hybridisierungen verwendet, um eine partielle Restriktionskarte des nucA-Gens zu erzeugen, und in Dot-Blot Hybridisierung zur Identifizierung der Haemophilus Arten. Die Kulturen wurden auf O. D.600 von etwa 1,0 wachsen gelassen und bei –20°C gelagert. Fünf μl Kultur wurden auf eine trockene Hybond-N Membran mit einem 3 mm Whatman Papier darunter zum Abtupfen von überschüssiger Flüssigkeit gekleckst. Die Membran wurde für etwa 10 Minuten luftgetrocknet. Sie wurde in 10% SDS lysiert, dann in denaturierendem Puffer (1,5 M NaCl, 0,5 M NaOH) für 7 Minuten bei RT denaturiert. Überschüssiger Puffer wurde mit 3 mm Whatman Papier abgetupft. Die Membran wurde in Neutralisierungspuffer (1,5 M NaCl, 0,5 M Tris-HCl, pH 7,2, 1 mM EDTA) für 3 Minuten bei RT neutralisiert. Die Membran wurde auf 3 mm Whatman Papier platziert, um überschüssigen Puffer abzutupfen, und die Neutralisierungsbehandlung wurde wiederholt. Die Membran wurde in 2 × SSC gespült und an 3 mm Whatman Papier luftgetrocknet. Die DNA wurde unter Verwendung eines Stratagene UV Querverbinders im Auto-Modus zur Membran quervernetzt. Die Membran wurde in Vorhybridisierungspuffer (5 × SSC, 1,0% Blockierungsreagens, 0,1% N-Lauroylsarcosin, 0,02% SDS) bei 65°C für 2–4 Stunden vorhybridisiert. Hybridisierung wurde in Vorhybridisierungspuffer plus Sonde (PCR dig-dUTP markierte P860295 chromosomale DNA mit spezifischen Primern, welche das gleiche 420 bp Fragment wie oben beschrieben ergeben) bei 65°C über Nacht durchgeführt. Zwei Wäschen wurden in 2 × SSC-0,1% SDS bei 65°C für 5–15 Minuten durchgeführt. Weitere zwei Wäschen wurden in 0,1 × SSC-0,1% SDS bei 65°C für 15 Minuten durchgeführt. Die Membran wurde gemäß dem Genius Kit Protokoll (Boehringer Mannheim) entwickelt.The 420 bp DNA probe described above was tested for specificity in identifying Haemophilus species. The probe was used in Southern hybridizations to generate a partial restriction map of the nucA gene and in dot-blot hybridization to identify the Haemophilus species. The cultures were grown to OD 600 of about 1.0 and stored at -20 ° C. Five μl culture was spotted onto a dry Hybond-N membrane with a 3 mm Whatman paper underneath to dab off excess liquid. The membrane was air dried for about 10 minutes. It was lysed in 10% SDS, then denatured in denaturing buffer (1.5 M NaCl, 0.5 M NaOH) for 7 minutes at RT. Excess buffer was blotted with 3 mm Whatman paper. The membrane was neutralized in neutralization buffer (1.5 M NaCl, 0.5 M Tris-HCl, pH 7.2, 1 mM EDTA) for 3 minutes at RT. The membrane was placed on 3 mm Whatman paper to blot off excess buffer and the neutralization treatment was repeated. The membrane was rinsed in 2X SSC and air dried on 3mm Whatman paper. The DNA was cross-linked to the membrane using a Stratagene UV cross-linker in auto mode. The membrane was prehybridized in prehybridization buffer (5x SSC, 1.0% blocking reagent, 0.1% N-lauroyl sarcosine, 0.02% SDS) at 65 ° C for 2-4 hours. Hybridization was performed in prehybridization buffer plus probe (PCR dig-dUTP labeled P860295 chromosomal DNA with specific primers yielding the same 420 bp fragment as described above) at 65 ° C overnight. Two washes were performed in 2 x SSC-0.1% SDS at 65 ° C for 5-15 minutes. Another two washes were performed in 0.1x SSC-0.1% SDS at 65 ° C for 15 minutes. The membrane was developed according to the Genius Kit protocol (Boehringer Mannheim).

Unten sind die Arten und Stämme von Zellkulturen aufgelistet, die für Punkt-Hybridisierung mit dieser nucA-Sonde gekleckst wurden. Alle Haemophilus-Stämme waren sichtbar positiv, einschließlich Tyb b, Eagan Stamm. Die einzige nicht-Haemophilus Art, die positiv war, war die E. coli Kultur, welche das rnucA-Plasmid pPX691 enthielt. Alle anderen Arten waren für diese Sonde negativ. Siehe 15.

  • 1. E. coli InvαF'
  • 2. pTrcHisC in InvαF'
  • 3. pPX691 in InvαF'
  • 4. NTHi P810384
  • 5. NTHi P810568
  • 6. NTHi P860295
  • 7. NTHi 861454
  • 8. NTHi P880859
  • 9. NTHi DL208
  • 10. NTHi H305
  • 11. NTHi N1955
  • 12. NTHi N830161E
  • 13. NTHi SH1013
  • 14. NTHi SH1014
  • 15. NTHi SH1015
  • 16. NTHi TN106
  • 17. Hib Eagan
  • 18. GC LB2
  • 19. GC Pgh3-2
  • 20. H. pylori
  • 21. M. catarrhalis 035e
  • 22. S. typhimurium 3261
Listed below are the types and strains of cell cultures that were spotted for point hybridization with this nucA probe. All Haemophilus strains were visibly positive, including Tyb b, Eagan strain. The only non-Haemophilus species that was positive was the E. coli culture containing the rnucA plasmid pPX691. All other species were negative for this probe. Please refer 15 ,
  • 1. E. coli InvαF '
  • 2. pTrcHisC in InvαF '
  • 3. pPX691 in InvαF '
  • 4. NTHi P810384
  • 5. NTHi P810568
  • 6. NTHi P860295
  • 7. NTHi 861454
  • 8. NTHi P880859
  • 9. NTHi DL208
  • 10. NTHi H305
  • 11. NTHi N1955
  • 12. NTHi N830161E
  • 13. NTHi SH1013
  • 14. NTHi SH1014
  • 15. NTHi SH1015
  • 16. NTHi TN106
  • 17. Hib Eagan
  • 18. GC LB2
  • 19. GC Pgh3-2
  • 20. H. pylori
  • 21. M. catarrhalis 035e
  • 22. S. typhimurium 3261

GC für 18. und 19. ist Neisseria gonorrhoeae. Diese Ergebnisse zeigten die Spezifität der Sonde für nucA-Sequenzen.GC for 18. and 19th is Neisseria gonorrhoeae. These results showed the specificity the probe for nucA sequences.

Beispiel 9Example 9

Bewahrung der NucA-Sequenz unter H. InfluenzaPreservation of the NucA sequence under H. influenza

Ganzzellenlysate von mehreren NTHi-Stämmen und Typ b, Eagan Stamm, wurden an Westerns analysiert, sondiert mit Mab Nt63-34-25 oder Kaninchen Polyklonalen, beide zu nNucA. Alle getesteten Stämme zeigten ein bewahrtes 63 kD Band (nach Größe an einem SDS-PAGE Gel) mit den nNucA Antiseren (Daten werden nicht gezeigt). Mehrere NTHi-Stämme und Typ b, Eagan und Whittier Stämme, wurden ebenfalls zu O. D.490 von etwa 1,0 wachsen gelassen, mit 0,4% Formaldehyd fixiert zu O. D.620 von etwa 0,2 in PBS verdünnt und durch Trocknen für WC ELISA auf Platten gezogen. Siehe Tabellen 3 und 4. Alle getesteten Stämme zeigten einen erhöhten Titer am WC ELISA.Whole cell lysates of several NTHi strains and type b, Eagan strain, were analyzed on Westerns probed with Mab Nt63-34-25 or rabbit polyclonal, both to nNucA. All strains tested showed a retained 63 kD band (size on an SDS-PAGE gel) with the nNucA antisera (data not shown). Several NTHi strains and type b, Eagan and Whittier strains were also grown to OD 490 of about 1.0, diluted with 0.4% formaldehyde fixed to OD 620 of about 0.2 in PBS, and dried for WC ELISA pulled on plates. See Tables 3 and 4. All strains tested showed an increased titer on the WC ELISA.

Wie oben beschrieben wurde die Sequenz des NucA-Proteins von Stamm P860295 (SEQ ID Nr. 2) erhalten. Als nächstes wurde das nucA-Fragment (mit oder ohne Signalsequenz) aus acht anderen NTHi-Genomen und dem Typ b, Eagan-Stamm unter Verwendung von Primern amplifiziert, bereitet durch Sequenzieren der nucA-Region vom P860295 Genom.As described above was the sequence of the NucA protein of strain P860295 (SEQ ID NO: 2). Next the nucA fragment (with or without signal sequence) became eight others NTHi genomes and type b, Eagan strain using primers amplified, prepared by sequencing the nucA region from P860295 Genome.

Die PCR-Fragmente wurden in pCRTMII kloniert und sequenziert. Vollständige Sequenzen der reifen nucA-Gen Region wurden für Stämme P810384, P810568, P861454, P880859, N1955, TN106, SH1014, SH1015 und Eagan erhalten. Eine Proteinanordnung wurde aus den abgeleiteten Aminosäuresequenzen des reifen NucA-Prote ins einschließlich dem von P860295 erzeugt. Vier der Stämme (P880859, TN106, SH1015 und Eagan) sind 100% identisch mit P860295. Die anderen Stämme unterscheiden sich von P860295 durch einen bis sieben Aminosäurereste (siehe Tabelle 9). Dies zeigt das beträchtliche Ausmaß, bis zu welchem das nucA-Gen unter den getesteten H. influenzae Stämmen bewahrt wird.The PCR fragments were cloned into pCR II and sequenced. Full sequences of the mature nucA gene region were obtained for strains P810384, P810568, P861454, P880859, N1955, TN106, SH1014, SH1015 and Eagan. Protein assembly was generated from the deduced amino acid sequences of the mature NucA protein including that of P860295. Four of the strains (P880859, TN106, SH1015 and Eagan) are 100% identical to P860295. The other strains differ from P860295 by one to seven amino acid residues (see Table 9). This demonstrates the considerable extent to which the nucA gene is conserved among the tested H. influenzae strains.

Tabelle 9 Reife NucA Aminosäurerest Unterschiede zwischen Stamm P860295 und anderen H. influenzae Stämmen

Figure 00660001
Table 9 Mature NucA amino acid residue differences between strain P860295 and other H. influenzae strains
Figure 00660001

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  • 19. Misumi, Y., et al., J. Biol. Chem., 265, 2178–2183 (1990).19. Misumi, Y., et al., J. Biol. Chem., 265, 2178-2183 (1990).
  • 20. Ikehara, Y., et al., Biochimica et Biophysica Acta 470, 202–211 (1977).20. Ikehara, Y., et al., Biochimica et Biophysica Acta 470, 202-211 (1977).
  • 21. Chen, P. S., et al., Analytical Chem., 28, 1756–1758 (1956).21. Chen, P.S., et al., Analytical Chem., 28, 1756-1758 (1956).
  • 22. US-Patent Nr. 5110908.22. US Patent No. 5,110,908.

SEQUENZPROTOKOLL

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SEQUENCE LISTING
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Claims (12)

Impfstoffzusammensetzung, welche ein isoliertes und gereinigtes Protein von Haemophilus influenzae umfasst, wobei besagtes Protein die Aminosäuresequenz von Aminosäuren 26–603 von SEQ ID Nr. 2 umfasst oder ein Epitop oder Epitope davon, wobei besagte Impfstoffzusammensetzung eine schützende Immunantwort in einem Säuger-Wirt auslöst.Vaccine composition which is an isolated and purified protein of Haemophilus influenzae, wherein said protein the amino acid sequence of amino acids 26-603 of SEQ ID NO: 2 or an epitope or epitopes thereof, wherein said vaccine composition has a protective immune response in one Mammalian host triggers. Impfstoffzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei besagtes Protein die Aminosäuresequenz, kodiert durch Nukleotide 229 bis 2037 von SEQ ID Nr. 1 umfasst.A vaccine composition according to claim 1, wherein said Protein the amino acid sequence, encoded by nucleotides 229 to 2037 of SEQ ID NO: 1. Impfstoffzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Aminosäuresequenz von Aminosäuren 26–603 von SEQ ID Nr. 2 durch eine oder mehrere der folgenden Aminosäurerestveränderungen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus K79E, N186K, S262G, V294A, E305Q, K327R, T337A, D360Y, R376H und V436I modifiziert ist.A vaccine composition according to claim 1, wherein the amino acid sequence of amino acids 26-603 of SEQ ID NO: 2 is modified by one or more of the following amino acid residue changes selected from the group consisting of K79E, N186K, S262G, V294A, E305Q, K327R, T337A, D360Y, R376H and V436I. Impfstoffzusammensetzung nach Anspruch 1, welche ferner einen Hilfsstoff, Verdünnungsmittel oder Träger umfasst.A vaccine composition according to claim 1, which also an adjuvant, diluent or carrier includes. Impfstoffzusammensetzung nach Anspruch 4, wobei der Hilfsstoff ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumhydroxid, Aluminiumphosphat, QS-21, 3-O-deacyliertes Monophosphoryllipid A und IL-12.A vaccine composition according to claim 4 wherein the Excipient selected is selected from the group consisting of aluminum hydroxide, aluminum phosphate, QS-21, 3-O-deacylated monophosphoryl lipid A and IL-12. Isolierte und gereinigte DNA-Sequenz, welche eine DNA-Sequenz, kodierend für ein Protein von Haemophilus influenzae oder ein Peptid von besagtem Protein, umfassend ein Epitop oder Epitope davon umfasst, zur Verwendung als Medikament, wobei besagtes Protein eine Aminosäuresequenz hat, ausgewählt aus: (i) Aminosäuren 26–603 von SEQ ID Nr. 2; (ii) Aminosäuren 26–603 von SEQ ID Nr. 2, modifiziert durch eine oder mehrere Restveränderungen, ausgewählt aus der Gruppe K79E, N186K, S262G, V294A, E305Q, K327R, T337A, D360Y, R376H und V436I.Isolated and purified DNA sequence containing a DNA sequence coding for a protein from Haemophilus influenzae or a peptide from said A protein comprising an epitope or epitopes thereof for use as a drug, said protein having an amino acid sequence has, selected out: (i) amino acids 26-603 of SEQ ID NO: 2; (ii) amino acids 26-603 of SEQ ID NO: 2, modified by one or more residual changes, selected from the group K79E, N186K, S262G, V294A, E305Q, K327R, T337A, D360Y, R376H and V436I. Isolierte und gereinigte DNA-Sequenz gemäß Anspruch 6 zur Verwendung als Medikament, wobei besagte DNA-Sequenz Nukleotide 304–2037 von SEQ ID Nr. 1 umfasst, oder eine DNA-Sequenz, welche damit unter Hoch-Stringenz Southern-Hybridisierung Standardbedingungen hybridisiert wird.Isolated and purified DNA sequence according to claim 6 for use as a medicament, said DNA sequence nucleotides 304-2037 of SEQ ID NO: 1, or a DNA sequence, which is assigned thereto under High stringency Southern hybridization hybridizes to standard conditions becomes. Isolierte und gereinigte DNA-Sequenz gemäß entweder Anspruch 6 oder Anspruch 7 zur Verwendung in einer Haemophilus influenzae Impfstoffzusammensetzung zur Verabreichung an einen Säuger-Wirt.Isolated and purified DNA sequence according to either Claim 6 or claim 7 for use in a Haemophilus influenzae A vaccine composition for administration to a mammalian host. Verwendung einer isolierten und gereinigten DNA-Sequenz, welche entweder für ein Protein von Haemophilus influenzae kodiert, oder ein Peptid von besagtem Protein, umfassend ein Epitop oder Epitope davon, bei der Herstellung einer Impfstoffzusammensetzung zum Auslösen einer schützenden Immunantwort gegenüber Haemophilus influenzae in einem Säuger-Wirt, wobei besagtes Protein eine Aminosäuresequenz hat, ausgewählt aus: (i) Aminosäuren 26–603 von SEQ ID Nr. 2; (ii) Aminosäuren 26–603 von SEQ ID Nr. 2, modifiziert durch eine oder mehrere Restveränderungen, ausgewählt aus der Gruppe K79E, N186K, S262G, V294A, E305Q, K327R, T337A, D360Y, R376H und V436I.Using an isolated and purified DNA sequence, which either for a protein encoded by Haemophilus influenzae, or a peptide of said protein comprising an epitope or epitopes thereof the preparation of a vaccine composition for inducing a protected Immune response Haemophilus influenzae in a mammalian host, said protein an amino acid sequence has, selected out: (i) amino acids 26-603 of SEQ ID NO: 2; (ii) amino acids 26-603 of SEQ ID NO: 2, modified by one or more residual changes, selected from the group K79E, N186K, S262G, V294A, E305Q, K327R, T337A, D360Y, R376H and V436I. Isoliertes und gereinigtes Protein von Haemophilus influenzae oder ein Peptid von besagtem Protein, umfassend ein Epitop oder Epitope davon, zur Verwendung als Medikament, wobei besagtes Protein eine Aminosäuresequenz hat, ausgewählt aus: (i) Aminosäuren 26–603 von SEQ ID Nr. 2; (ii) Aminosäuren 26–603 von SEQ ID Nr. 2, modifiziert durch eine oder mehrere Restveränderungen, ausgewählt aus der Gruppe K79E, N186K, S262G, V294A, E305Q, K327R, T337A, D360Y, R376H und V436I.Isolated and purified protein from Haemophilus influenzae or a peptide of said protein comprising an epitope or epitopes thereof, for use as a medicament, said Protein an amino acid sequence has, selected out: (i) amino acids 26-603 of SEQ ID NO: 2; (ii) amino acids 26-603 of SEQ ID NO: 2, modified by one or more residual changes, selected from the group K79E, N186K, S262G, V294A, E305Q, K327R, T337A, D360Y, R376H and V436I. Isoliertes und gereinigtes Protein gemäß Anspruch 10 oder ein Peptid von besagtem Protein, umfassend ein Epitop oder Epitope davon, zur Verwendung in einer Haemophilus influenzae Impfstoffzusammensetzung zur Verabreichung an einen Säuger-Wirt.Isolated and purified protein according to claim 10 or a peptide of said protein comprising an epitope or Epitopes thereof, for use in a Haemophilus influenzae vaccine composition for administration to a mammalian host. Verwendung eines isolierten und gereinigten Proteins gemäß Anspruch 10 oder eines Peptids von besagtem Protein, umfassend ein Epitop oder Epitope davon, bei der Herstellung einer Impfstoffzusammensetzung zum Auslösen von schützender Immunantwort gegenüber Haemaphilus influenzae in einem Säuger-Wirt.Use of an isolated and purified protein according to claim 10 or a peptide of said protein comprising an epitope or epitopes thereof, in the preparation of a vaccine composition to trigger from protective Immune response Haemaphilus influenzae in a mammalian host.
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